L’esposizione quotidiana a sostanze contenenti perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche (PFAS) può alterare la funzione placentare nelle prime fasi della gravidanza. Sono alcune cruciali evidenze emerse da un recente studio su Environmental Research, richiamando alla necessità di attivare soluzioni e politiche per il loro contenimento nell’ambiente e negli usi comuni.
Lo studio
Per dimostrare come l’esposizione chimica quotidiana ai PFAS possa modificare in modo sottile il rilascio di ormoni placentari, l’invasione e i percorsi genici, fondamentali per le prime fasi della gravidanza, i ricercatori hanno progettato una miscela di PFAS rilevante per la placenta per valutarne l’impatto sulla funzione del trofoblasto, utilizzando un modello sferoidale di trofoblasto tridimensionale . Definirne le concentrazioni dei PFAS nel primo trimestre è importante perché l’organogenesi, la differenziazione cellulare e lo sviluppo della placenta avvengono durante questa fase della vita.
Ad esempio, l’acido perfluoroottanoico (PFOA) e l’acido perfluoroottansolfonico (PFOS) sono due PFAS comuni che riducono la proliferazione, la vitalità e la migrazione cellulare nelle linee cellulari del trofoblasto bidimensionali.
Queste stesse sostanze chimiche sono state anche associate alla sovraregolazione delle vie infiammatorie in studi precedenti. Pertanto i ricercatori, ritengono che più che indagare se e in quale misura un singolo PFAS possa incidere sullo sviluppo fetale, sia più importante definire come un accumulo misto di PFAS possa influenzare la funzione placentare e del trofoblasto bidimensionali. Su questa base hanno provveduto a raccogliere un totale di 31 campioni di placenta del primo trimestre da interruzioni di gravidanza elettive. Tutti i campioni valutati erano compresi tra la settima e l’undicesima settimana di gestazione per la determinazione del livello di PFAS.
Sebbene tutti siano risultati positivi ai PFAS, i livelli quantificati variavano sensibilmnet: dei 56 PFAS target, 16 sono stati rilevati e quantificati al di sopra del limite di quantificazione (LOQ) in più di un campione, tuttavia ottenuti da una singola regione geografica in Germania, il che potrebbe limitare la generalizzabilità delle concentrazioni di PFAS misurate. Ad esempio è emerso che nonostante l’uso di PFOS sia stato notevolmente ridotto nel settore a partire dal 2000, concentrazioni relativamente elevate (0,13-0,46 ng/g) sono state rilevate in campioni di placenta ottenuti a partire dal 2023. Inoltre, sono stati osservati livelli relativamente elevati di acido perfluorononanoico (PFNA), risultato inaspettatamente il principale fattore di rischio nella miscela di PFAS, con concentrazioni comprese tra LOQ e 9,45 ng/g, a sua volta seguito dalle concentrazioni di PFOA e acido perfluorobutanoico (PFBA).
Progettazione della miscela di PFAS
Le concentrazioni di PFAS misurate nella placenta (ng/g) sono state convertite in concentrazioni di esposizione cellulare (nM). Per generare trattamenti sperimentali è stata così preparata una miscela di PFAS a base di placenta che rifletteva i rapporti misurati e quindi diluita in un ampio intervallo di concentrazione. Cellule e sferoidi sono stati esposti a concentrazioni di PFAS comprese tra 0,01 μM e 300 μM, mentre concentrazioni inferiori (0,01-1 μM) sono state selezionate per riflettere l’esposizione rilevante per l’ambiente, a fronte di concentrazioni più elevate che sono state utilizzate per esplorare potenziali effetti soglia o non lineari.
PFNA, PFOS, acido perfluorobutanoico (PFBA), PFOA, acido perfluoroesansolfonico (PFHxS) e acido perfluorodecanoico (PFDA) sono stati utilizzati per preparare la miscela nel seguente rapporto placentare di 80:7:5:4:2:2 e per determinare se la miscela di PFAS influenzi la vitalità delle cellule trofoblastiche, le linee cellulari JEG-3 e HTR-8/SVneo sono state trattate con diverse concentrazioni di PFAS (0,01–300 μM), misurando la vitalità con un test MTT, un saggio colorimetrico fondamentale in biologia cellulare per misurare la vitalità, proliferazione e citotossicità, cellulare.
La vitalità cellulare è risultata significativamente ridotta in entrambe le linee cellulari a 150–300 μM, dimostrando un chiaro effetto concentrazione-dipendente. Poiché le cellule coltivate in 2D rispondono in modo diverso alle sostanze chimiche, gli effetti della miscela di PFAS sono stati valutati su sferoidi trofoblastici 3D dando i seguenti risultati: dopo 48 ore di esposizione a PFAS, gli sferoidi JEG-3 hanno mostrato un aumento della fluorescenza delle cellule necrotiche solo a 300 μM, mentre la fluorescenza delle cellule vive è rimasta invariata. Gli sferoidi HTR-8/SVneo non hanno mostrato differenze nella fluorescenza delle cellule vive o necrotiche alle diverse concentrazioni.
L’attività della caspasi 3 e 7 è aumentata solo negli sferoidi HTR-8/SVneo a 300 μM. Queste evidenze indicano che gli sferoidi trofoblastici mostrano risposte di vitalità distinte e più resilienti al PFAS rispetto alle colture 2D. Mentre gli sferoidi trofoblastici esposti alle miscele di PFAS sono rimasti vitali, la loro funzione invasiva è risultata alterata: ad esempio gli sferoidi JEG-3 hanno mostrato una completa perdita di invasione alla massima concentrazione di PFAS e segni morfologici di danno, rispetto a concentrazioni inferiori in cui si è osservato un aumento dell’invasione nei momenti successivi. Al contrario, le miscele di PFAS hanno inibito l’invasione degli sferoidi HTR-8/SVneo a concentrazioni basse e medie, sebbene concentrazioni elevate non abbiano prodotto un’inibizione statisticamente significativa.
I risultati
Questi risultati suggeriscono che le miscele di PFAS influenzano in modo diverso l’invasività degli sferoidi del trofoblasto a seconda del tipo di cellula e della concentrazione e per valutarne i cambiamenti trascrittomici sono stati misurati i livelli di mRNA dei geni correlati ad apoptosi, invasione, migrazione e proliferazione. L’esposizione a PFAS ha sottoregolato diversi geni correlati all’apoptosi negli sferoidi JEG-3, mentre ha aumentato CASP3 e diminuito LGALS3 negli sferoidi HTR-8/SVneo. Anche i geni associati a proliferazione, invasione e migrazione hanno mostrato risposte specifiche per tipo cellulare, tra cui la downregulation di EGFR, NOTCH3 e PGF negli sferoidi JEG-3 e una riduzione del MIF ma con un aumento di IGF2 negli sferoidi HTR-8/SVneo.
Dati che suggerirebbero che le miscele di PFAS alterano l’espressione genica negli sferoidi del trofoblasto, in linea con l’interruzione dei pathway che supportano lo sviluppo e la funzione placentare. Tuttavia, per comprendere appieno le implicazioni dell’esposizione alla miscela di PFAS sulla gestazione e sullo sviluppo fetale, saranno necessarie ulteriori ricerche longitudinali in vivo e indagini meccanicistiche. Nel complesso, i risultati dello studio attuale sottolineano la necessità di una valutazione più rigorosa del rischio delle miscele chimiche che incorpori endpoint rilevanti per la gravidanza.
Fonte
Xia Y, Fu Q, Voss H et al. Real-life per- and polyfluoroalkyl substances mixture impairs placental function: Insights from a trophoblast spheroid model. Environmental Research, 2025, 287, 123037. Doi: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001393512502290X
