Partikel Nano Ditemukan Memiliki Efek Misterius pada Bayi yang Belum Lahir

Para peneliti sedang menyelidiki bagaimana nanopartikel dari berbagai produk dan sumber lingkungan mempengaruhi perkembangan embrio dengan mengganggu fungsi plasenta dan secara tidak langsung membahayakan jaringan janin, meskipun ada perlindungan dari plasenta.

Kehidupan manusia dimulai dari satu sel telur yang tumbuh menjadi manusia dengan triliunan sel. Untuk memastikan perkembangan jaringan dan organ yang sangat kompleks terlindungi, penghalang plasenta mencegah masuknya patogen dan zat asing. Tina Bürki dan timnya dari laboratorium Interaksi Partikel-Biologi Empa di St. Petersburg. Gallen sedang menyelidiki bagaimana mekanisme perlindungan ini mengatasi nanopartikel.

Partikel nano terkandung dalam sejumlah besar produk, namun juga dihasilkan selama keausan dan melalui proses pembakaran. “Kita menyerap zat-zat ini dari lingkungan melalui makanan, kosmetik, atau udara yang kita hirup,” jelas Bürki. Beberapa nanopartikel ini dianggap berbahaya bagi bayi yang belum lahir. Berat badan lahir rendah, autisme, dan penyakit pernafasan adalah beberapa dampak yang mungkin terjadi pada anak.

Efek jarak jauh yang misterius

Masih belum jelas bagaimana nanopartikel mempengaruhi janin. “Kita sudah tahu bahwa penghalang plasenta menahan banyak nanopartikel atau setidaknya menunda pengangkutannya ke embrio,” kata Bürki. Namun kerusakan jaringan janin tetap terjadi meski tidak ada partikel yang terdeteksi pada janin. Tim Empa kini sedang menyelidiki efek jangka panjang dari nanopartikel ini. Bersama dengan mitra klinis dari Rumah Sakit Cantonal St. Gallen dan mitra penelitian dari Universitas Jenewa, Pusat Medis Universitas Amsterdam, dan Institut Penelitian Medis Lingkungan Leibniz di Düsseldorf, tim menyelidiki konsekuensi dari nanopartikel umum seperti titanium. . dioksida atau jelaga solar pada fungsi plasenta dan kerusakan tidak langsungnya terhadap perkembangan embrio.

Untuk tujuan ini, tim menggunakan plasenta manusia yang berfungsi penuh yang tersedia setelah operasi caesar yang direncanakan. “Jaringan plasenta manusia adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan hasil yang berarti mengenai pengangkutan dan efek nanopartikel,” kata para peneliti Empa. “Struktur, metabolisme dan interaksi jaringan ibu dan janin bersifat unik dan jenis-Spesifik.”

Jika nanopartikel masuk ke plasenta saat hamil, maka pembentukan pembuluh darah akan terhambat. Mikroskop fluoresensi memvisualisasikan konsekuensi dalam model telur ayam: Pembuluh darah (hijau) hanya membentuk jaringan berongga yang bertautan kasar ketika diberi zat pembawa pesan dari plasenta yang terkontaminasi nanopartikel (bawah). Sebagai perbandingan, telur ayam kontrol (atas) menunjukkan jaringan padat pembuluh darah yang sangat halus. Kredit: Empa

Eksperimen menunjukkan bahwa nanopartikel dalam jaringan plasenta mengganggu produksi sejumlah besar zat pembawa pesan. Dan pembawa pesan inilah yang dapat memicu perubahan serius pada perkembangan embrio, seperti terganggunya pembentukan pembuluh darah.

Efek ini dapat divisualisasikan dalam model laboratorium yang menggunakan telur ayam. Pembuluh darah di dalam sel telur sebenarnya tumbuh dengan kecepatan dan kepadatan yang luar biasa untuk memungkinkan perkembangan embrio. Jaringan padat pembuluh darah halus menutupi bagian dalam cangkang telur. Situasinya sangat berbeda pada telur yang diolah dengan zat pembawa pesan yang diubah dari plasenta yang diolah dengan nanopartikel: Dalam percobaan, sistem pembuluh darah tidak begitu padat namun agak kasar. “Nanopartikel ternyata memberikan efek tidak langsung pada anak dalam kandungan dengan menghambat pembentukan pembuluh darah melalui zat pembawa pesan,” kata Tina Bürki.

Konsekuensi kesehatan

Para peneliti saat ini sedang menyelidiki berbagai zat pembawa pesan yang dilepaskan oleh plasenta yang diberi nanopartikel, yang disebut sekretom. Tidak terkontaminasi, interaksi hormon, mediator inflamasi, dan zat pemberi sinyal untuk pembentukan sistem organ menyerupai orkestra yang disetel dengan sempurna. Jelas terlihat bahwa komunikasi antara plasenta dan janin terganggu oleh adanya nanopartikel dan mengganggu pembentukan pembuluh darah. Namun, hasil awal menunjukkan bahwa perkembangan sistem saraf tampaknya tidak terpengaruh. Analisis di masa depan akan menunjukkan gangguan lain apa yang dapat ditimbulkan oleh nanopartikel secara tidak langsung. “Karena efeknya dapat berdampak pada kesehatan wanita hamil dan perkembangan anak-anak mereka, temuan ini harus diperhitungkan dalam penilaian risiko material nano,” kata para peneliti.

Mitra klinisnya, Canton St. Gallen, juga tertarik. Seperti yang dikatakan Thomas Rduch dari Klinik Wanita dan juga Peneliti Klinis di Empa: “Plasenta yang sehat sangat penting untuk tumbuh kembang anak. Oleh karena itu, penilaian risiko pencemaran lingkungan yang benar sangat penting bagi ibu hamil.”

Referensi: “Nanopartikel Mendisregulasi Sekretom Plasenta Manusia dengan Konsekuensi pada Angiogenesis dan Vaskularisasi” oleh Battuja Dugershaw-Kurzer, Jonas Bossart, Marija Buljan, Yvette Hannig, Sarah Zehnder, Govind Gupta, Vera M. Kissling, Patrycja Nowak-Sliwinska, Judy R. van Beijnum, Arjan W. Griffioen, Stefan Masjosthusmann, Etta Zühr, Ellen Fritsche, René Hornung, Thomas Rduch dan Tina Buerki-Thurnherr, 20 Mei 2024, Sains Tingkat Lanjut.
DOI: 10.1002/advs.202401060