Исследование, опубликованное 1 июля в Nature Microbiology, выявило девять конкретных видов бактерий человеческого кишечника, способных поглощать и выводить токсичные PFAS («вечные химикаты») из организма лабораторных мышей. Это открытие предлагает потенциальный новый путь для контроля уровня этих опасных веществ у людей.
PFAS, или перфторалкильные и полифторалкильные вещества, представляют собой синтетические химикаты, широко используемые за их водо-, масло- и термостойкость. Они содержатся в антипригарной посуде, косметике и множестве других продуктов. Их прозвище «вечные химикаты» отражает ключевую проблему: чрезвычайно прочные химические связи делают их практически неразрушимыми в природе, где они сохраняются тысячи лет. Хотя их использование в некоторых отраслях, например, в упаковке пищевых продуктов, постепенно прекращается, PFAS уже повсеместно загрязнили окружающую среду, включая системы питьевого водоснабжения и сельского хозяйства.
Человек неизбежно поглощает PFAS через кожу в кровь. Ученые активно исследуют их влияние на здоровье, включая потенциальную связь с повышенным риском некоторых видов рака и нарушением работы иммунной системы. «Реальность такова, что PFAS уже в окружающей среде и в наших телах, и нам нужно пытаться смягчить их воздействие на наше здоровье сейчас... наши открытия открывают возможность разработки способов вывести их из наших организмов, где они причиняют наибольший вред», — заявила Индра Ру, соавтор исследования из Отдела токсикологии Совета по медицинским исследованиям (MRC) Кембриджского университета.
Ученые под руководством Киран Патила, руководителя исследования из того же подразделения MRC, сосредоточились на взаимодействии человеческих кишечных бактерий с PFAS. Они идентифицировали девять специфических видов бактерий, демонстрирующих высокую способность поглощать два распространенных PFAS: перфторнонановую кислоту (PFNA) и перфтороктановую кислоту (PFOA). В экспериментах на мышах, которым ввели эти бактерии, эффективность поглощения составила 25-74% для PFNA и 23-58% для PFOA.
Ключевой механизм заключается в том, что бактерии впитывают PFAS, которые затем выводятся с фекалиями мышей. Внутри бактериальных клеток поглощенные PFAS формируют плотные скопления (агрегаты). «Мы обнаружили, что определенные виды бактерий человеческого кишечника обладают удивительно высокой способностью впитывать PFAS из окружающей среды... и хранить их сгустками внутри своих клеток... при этом сами бактерии, по-видимому, защищены от токсического воздействия», — объяснил Киран Патил. Эта агрегация минимизирует вред для жизненно важных клеточных процессов бактерий.
Важное ограничение исследования: мыши получали разовую дозу PFAS, тогда как люди подвергаются хроническому, постоянному воздействию низких уровней этих веществ. Тем не менее, результаты указывают на принципиальную возможность разработки подходов, основанных на бактериях, для удаления PFAS из организма человека. «Мы еще не нашли способа уничтожить PFAS», — подчеркнула Индра Ру.
Эти данные дополняют недавние открытия в области микробиома. Всего несколькими неделями ранее, 13 июня, в журнале PNAS была опубликована работа, показавшая, что ферменты бактерий кишечника человека способны разрушать прочные углерод-фторные связи – основу структуры PFAS. Профессор биохимии Университета Миннесоты Лоуренс Уакетт, не участвовавший в кембриджском исследовании, прокомментировал: «В совокупности, возможно, в человеческом кишечнике происходит как секвестрация [поглощение и хранение, как в исследовании Кембриджа], так и деградация [разрушение, как в исследовании PNAS] определенных фторированных соединений».
Изображение носит иллюстративный характер
PFAS, или перфторалкильные и полифторалкильные вещества, представляют собой синтетические химикаты, широко используемые за их водо-, масло- и термостойкость. Они содержатся в антипригарной посуде, косметике и множестве других продуктов. Их прозвище «вечные химикаты» отражает ключевую проблему: чрезвычайно прочные химические связи делают их практически неразрушимыми в природе, где они сохраняются тысячи лет. Хотя их использование в некоторых отраслях, например, в упаковке пищевых продуктов, постепенно прекращается, PFAS уже повсеместно загрязнили окружающую среду, включая системы питьевого водоснабжения и сельского хозяйства.
Человек неизбежно поглощает PFAS через кожу в кровь. Ученые активно исследуют их влияние на здоровье, включая потенциальную связь с повышенным риском некоторых видов рака и нарушением работы иммунной системы. «Реальность такова, что PFAS уже в окружающей среде и в наших телах, и нам нужно пытаться смягчить их воздействие на наше здоровье сейчас... наши открытия открывают возможность разработки способов вывести их из наших организмов, где они причиняют наибольший вред», — заявила Индра Ру, соавтор исследования из Отдела токсикологии Совета по медицинским исследованиям (MRC) Кембриджского университета.
Ученые под руководством Киран Патила, руководителя исследования из того же подразделения MRC, сосредоточились на взаимодействии человеческих кишечных бактерий с PFAS. Они идентифицировали девять специфических видов бактерий, демонстрирующих высокую способность поглощать два распространенных PFAS: перфторнонановую кислоту (PFNA) и перфтороктановую кислоту (PFOA). В экспериментах на мышах, которым ввели эти бактерии, эффективность поглощения составила 25-74% для PFNA и 23-58% для PFOA.
Ключевой механизм заключается в том, что бактерии впитывают PFAS, которые затем выводятся с фекалиями мышей. Внутри бактериальных клеток поглощенные PFAS формируют плотные скопления (агрегаты). «Мы обнаружили, что определенные виды бактерий человеческого кишечника обладают удивительно высокой способностью впитывать PFAS из окружающей среды... и хранить их сгустками внутри своих клеток... при этом сами бактерии, по-видимому, защищены от токсического воздействия», — объяснил Киран Патил. Эта агрегация минимизирует вред для жизненно важных клеточных процессов бактерий.
Важное ограничение исследования: мыши получали разовую дозу PFAS, тогда как люди подвергаются хроническому, постоянному воздействию низких уровней этих веществ. Тем не менее, результаты указывают на принципиальную возможность разработки подходов, основанных на бактериях, для удаления PFAS из организма человека. «Мы еще не нашли способа уничтожить PFAS», — подчеркнула Индра Ру.
Эти данные дополняют недавние открытия в области микробиома. Всего несколькими неделями ранее, 13 июня, в журнале PNAS была опубликована работа, показавшая, что ферменты бактерий кишечника человека способны разрушать прочные углерод-фторные связи – основу структуры PFAS. Профессор биохимии Университета Миннесоты Лоуренс Уакетт, не участвовавший в кембриджском исследовании, прокомментировал: «В совокупности, возможно, в человеческом кишечнике происходит как секвестрация [поглощение и хранение, как в исследовании Кембриджа], так и деградация [разрушение, как в исследовании PNAS] определенных фторированных соединений».
