Ambos compuestos alteran proteínas críticas en la leche materna, fórmulas infantiles y más, según muestra un estudio de UTEP
EL PASO, Texas (11 de julio de 2024) – Investigadores de la Universidad de Texas en El Paso han logrado avances significativos en la comprensión de cómo los nanoplásticos y las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), comúnmente conocidas como sustancias químicas eternas, alteran la estructura y función biomolecular. El trabajo muestra que los compuestos pueden alterar las proteínas que se encuentran en la leche materna humana y las fórmulas infantiles, lo que podría causar problemas de desarrollo en el futuro.
Los nanoplásticos y los químicos permanentes son compuestos artificiales presentes en todo el medio ambiente; una serie de estudios recientes los han relacionado con numerosos resultados negativos para la salud. Si bien los nanoplásticos se originan principalmente como resultado de la degradación de materiales plásticos más grandes, como botellas de agua y envases de alimentos, se encuentran siempre productos químicos en diversos productos como utensilios de cocina y ropa.
El equipo de investigación de UTEP se centró en el impacto de los compuestos en tres proteínas críticas para el desarrollo y la función humana: beta-lactoglobulina, alfa-lactoalbúmina y mioglobina. Sus hallazgos, que proporcionan una visión a nivel atómico de los efectos perjudiciales de los nanoplásticos y los PFAS en la salud humana, se describen en dos artículos recientes en el Journal of the American Chemical Society y ACS Applied Materials and Interfaces.
“Al comprender los mecanismos moleculares de cómo los nanoplásticos y los químicos permanentes alteran las funciones celulares, los científicos pueden desarrollar alternativas más seguras a estos materiales”, dijo Mahesh Narayan, Ph.D., profesor, miembro de la Royal Society of Chemistry y jefe de la División. de Bioquímica del Departamento de Química y Bioquímica de UTEP, quien supervisó los dos estudios. “Los conocimientos adquiridos a partir de esta investigación tienen implicaciones de gran alcance”.
Narayan dijo que, lo más importante, su investigación reveló que los nanoplásticos y los PFAS “disolvieron” completamente una región de proteínas conocida como hélice alfa, convirtiéndolas en estructuras llamadas láminas beta.
“No esperábamos que todos tuvieran un impacto similar en la hélice alfa”, dijo Narayan. “Fue una completa coincidencia”. El equipo observó que esta alteración también ocurre en las proteínas amiloides, que pueden causar neurodegeneración y resultados neurotóxicos si las sustancias químicas sintéticas llegan al cerebro.
A continuación se describen hallazgos clave adicionales de los estudios.
Proteína de la leche: Beta-Lactoglobulina (BLG)
BLG es una proteína que se encuentra en la leche de oveja y vaca y se usa comúnmente como ingrediente en las fórmulas infantiles. La proteína se une al retinol (vitamina A) y a los ácidos grasos y es crucial para la visión y el desarrollo del cerebro en los bebés.
El equipo de investigación descubrió que la eficacia de unión de BLG al retinol y los ácidos grasos disminuye con la exposición a nanoplásticos y PFAS. Esta disminución, modelada por la Dra. Lela Vukovic, profesora asociada del Departamento de Química y Bioquímica, puede provocar importantes problemas de desarrollo en los recién nacidos, afirmó el equipo.
Además, por primera vez, el equipo observó que las PFAS se unen a la proteína de la leche, convirtiéndola en un portador de estos compuestos.
Leche materna humana: alfa-lactoalbúmina
La alfa-lactoalbúmina se encuentra en la leche materna humana, participa en la síntesis de lactosa y es ingerida por los bebés para ayudar a satisfacer las necesidades nutricionales. Los investigadores de UTEP descubrieron que los nanoplásticos y las PFAS corrompen la estructura de la proteína alfa-lactoalbúmina, comprometiendo así potencialmente la formación de lactosa. El equipo dijo que la alteración puede provocar defectos de desarrollo posteriores en los recién nacidos, como inmunidad comprometida y absorción de minerales reducida.
Almacenamiento de oxígeno: mioglobina
La mioglobina, que se encuentra en la sangre y el tejido muscular de la mayoría de los mamíferos, es crucial para almacenar oxígeno. El equipo de investigación de UTEP descubrió que los nanoplásticos y las PFAS comprometen la funcionalidad de la proteína mioglobina, alterando su capacidad para almacenar oxígeno. Esta alteración podría provocar problemas de salud como dificultad para respirar y anemia.
Experimentos adicionales realizados por el equipo demostraron que la exposición a nanoplásticos afecta la locomoción de los gusanos, con efectos comparables al paraquat, un herbicida que se ha relacionado con la enfermedad de Parkinson.
“Este trabajo tiene el potencial de tener un impacto significativo en las políticas ambientales y de salud pública, destacando el papel vital de la investigación científica para abordar los desafíos globales”, dijo Robert Kirken, Ph.D., decano de la Facultad de Ciencias. “Estoy orgulloso de la investigación innovadora realizada por el Dr. Narayan, el Dr. Vukovic y sus equipos. Su enfoque innovador para comprender cómo estos materiales artificiales alteran las funciones biomoleculares es un excelente ejemplo del trabajo transformador que realizan los investigadores de UTEP de forma regular”.
Narayan y su equipo de investigación planean continuar sus estudios e investigar los efectos de otros plásticos y compuestos de PFAS.
