Популярные средства для дезинфекции вызвали гибель клеток мозга

Современный человек живет в присутствии тысяч химических веществ, созданных цивилизацией, которых не существует в природе. Их влияние на здоровье часто плохо понимается. Авторы новой статьи использовали новую высокопроизводительную платформу скрининга для оценки воздействия 1823 химических веществ на олигодендроциты — клетки, которые поддерживают нейроны головного мозга. Среди них производные четвертичного аммония (косметические ингредиенты и дезинфицирующие средства) и некоторые фосфорорганические вещества (негорючие добавки), широко используемые в повседневной жизни, токсичны для олигодендроцитов, а также подавляют развитие глиальных клеток.

За короткое столетие человечество изобрело, синтезировало и выбросило в окружающую среду множество ксенобиотиков, химических веществ, не существующих в природе, в основном органических веществ. В некоторых случаях разложение происходит очень медленно и может оказывать непредсказуемое воздействие на живые организмы, включая человека. Чтобы объяснить это, нам необходимо рассматривать многие вещества и их группы по отдельности и помнить, что в организме человека сосуществует множество различных клеток. Они различаются набором поверхностных рецепторов и активностью генов, что также определяет их дифференциальную чувствительность к чужеродным химическим веществам.

Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, взяли на себя особую часть этой большой задачи. Они обнаружили, какие химические вещества влияют на рост олигодендроцитов, глиальных клеток, которые поддерживают функцию нейронов головного мозга. Точнее, они действуют как изолирующие «обертки» аксонов, облегчая быструю передачу нервных импульсов. Конструкция очень похожа на мясной рулет: нейроны играют роль «начинки», а вместо теста он обернут слоями глиальных клеток.

Олигодендроциты абсолютно необходимы для нормальной работы мозга, а их потеря вызывает многие заболевания, включая рассеянный склероз. Однако при изучении воздействия ксенобиотиков на мозг ксенобиотикам, в отличие от нейронов, обычно уделяется меньше внимания.

Авторы нового исследования использовали запатентованную высокопроизводительную платформу химического скрининга — метод, который оценивает воздействие химических веществ на клетки. Это включает в себя компьютерное моделирование, а также культивирование клеток и органоидов (трехмерных структур, имитирующих настоящие человеческие органы), обработанных экспериментальными препаратами.

Ученые исследовали 1823 соединения, которые активно используются в повседневной жизни и промышленности и регулярно попадают в организм человека. Из них большинство (1539) не оказало влияния на олигодендроциты. Однако 71 вещество существенно изменило развитие клеток, а 22 вещества способствовали развитию клеток. Это соединения, которые действуют на рецепторы гормонов щитовидной железы, вырабатываемые щитовидной железой. Ученым давно известно о роли олигодендроцитов в дифференциации от своих предшественников.

В то же время 49 препаратов ингибировали пролиферацию таких клеток. Таким образом, вещества из группы четвертичных аммониевых соединений оказались токсичными для олигодендроцитов. Клетки погибали вследствие неспецифической реакции на стресс по механизму запрограммированной гибели клеток (апоптоз). Этот результат настораживает, поскольку производные четвертичного аммония активно добавляют в косметику (в том числе в кондиционеры для волос) и используют для дезинфекции. Многие такие дезинфицирующие средства (например, хлорид бензалкония) были рекомендованы для использования для защиты от коронавируса во время пандемии Covid-19.

Другие органические вещества, органофосфаты, используемые в качестве антипиренов для предотвращения горения добавок, не убивали олигодендроциты, но тормозили их развитие. Авторы подчеркивают, что описанные соединения способны проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) в мозг и влиять на развитие мозга у детей как внутриутробно, так и после рождения.

Ученые также провели эпидемиологические исследования бис(1,3-дихлор-2-пропионо)фосфата (BDCIPP), органофосфорного диэфира. Вещество было обнаружено в моче почти всех протестированных детей (99%), а воздействие BDCIPP было связано с патологиями развития мозга, такими как грубые двигательные нарушения, потребность в специальных образовательных требованиях и наблюдении у психиатра с симптомами.