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Des chercheurs de l’Université du Texas à El Paso ont réalisé des progrès significatifs dans la compréhension de la façon dont les nanoplastiques et les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS) – communément appelées produits chimiques éternels – perturbent la structure et la fonction biomoléculaires. Les travaux montrent que ces composés peuvent altérer les protéines présentes dans le lait maternel et les préparations pour nourrissons, ce qui peut entraîner des problèmes de développement en aval.
Les nanoplastiques et les produits chimiques permanents sont des composés synthétiques présents dans l’environnement. Une série d’études récentes les a liés à de nombreux effets néfastes sur la santé. Alors que les nanoplastiques sont principalement issus de la dégradation de matières plastiques plus volumineuses, comme les bouteilles d’eau et les emballages alimentaires, les produits chimiques permanents se retrouvent dans divers produits comme les ustensiles de cuisine et les vêtements.
L’équipe de recherche de l’UTEP s’est concentrée sur l’impact des composés sur trois protéines essentielles au développement et au fonctionnement humains : la bêta-lactoglobuline, l’alpha-lactalbumine et la myoglobine. Leurs découvertes, qui fournissent un aperçu au niveau atomique des effets néfastes des nanoplastiques et des PFAS sur la santé humaine, sont décrites dans deux articles récents de la revue Journal de la Société américaine de chimie et ACS Matériaux et interfaces appliqués.
« En comprenant les mécanismes moléculaires par lesquels les nanoplastiques et les produits chimiques perturbent les fonctions cellulaires, les scientifiques peuvent développer des alternatives plus sûres à ces matériaux », a déclaré Mahesh Narayan, Ph.D., professeur, membre de la Royal Society of Chemistry et chef de la division de biochimie du département de chimie et de biochimie de l’UTEP, qui a supervisé les deux études. « Les connaissances acquises grâce à cette recherche ont des implications de grande portée. »
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Abonnez-vous GRATUITEMENTNarayan a déclaré que, plus important encore, leurs recherches ont révélé que les nanoplastiques et les PFAS « dissolvaient » complètement une région de protéines connue sous le nom d’hélice alpha, les convertissant en structures appelées feuillets bêta.
« Nous ne nous attendions pas à ce qu’ils aient tous un impact similaire sur l’hélice alpha », a déclaré Narayan. « C’était une pure coïncidence. » L’équipe a observé que cette altération se produit également dans les protéines amyloïdes, qui peuvent provoquer une neurodégénérescence et des effets neurotoxiques si les produits chimiques synthétiques atteignent le cerveau.
Les principaux résultats supplémentaires des études sont décrits ci-dessous.
Protéine du lait : bêta-lactoglobuline (BLG)
La BLG est une protéine présente dans le lait de brebis et de vache et est couramment utilisée comme ingrédient dans les préparations pour nourrissons. Cette protéine se lie au rétinol (vitamine A) et aux acides gras et est essentielle au développement de la vision et du cerveau des nourrissons.
L’équipe de recherche a découvert que l’efficacité de liaison du BLG au rétinol et aux acides gras diminue après exposition aux nanoplastiques et aux PFAS. Cette diminution, modélisée par Lela Vukovic, Ph. D., professeure agrégée au Département de chimie et de biochimie, peut entraîner des problèmes de développement importants chez les nouveau-nés, a déclaré l’équipe.
De plus, pour la première fois, l’équipe a observé que les PFAS se lient aux protéines du lait, les transformant en vecteur de ces composés.
Lait maternel : alpha-lactalbumine
L’alpha-lactalbumine est présente dans le lait maternel humain, participe à la synthèse du lactose et est ingérée par les nourrissons pour répondre à leurs besoins nutritionnels. Les chercheurs de l’UTEP ont découvert que les nanoplastiques et les PFAS altèrent la structure de la protéine alpha-lactalbumine, compromettant ainsi potentiellement la formation du lactose. L’équipe a déclaré que cette perturbation peut entraîner des défauts de développement en aval chez les nouveau-nés, tels qu’une immunité compromise et une absorption réduite des minéraux.
Stockage de l’oxygène : la myoglobine
La myoglobine, présente dans le sang et les tissus musculaires de la plupart des mammifères, est essentielle au stockage de l’oxygène. L’équipe de recherche de l’UTEP a découvert que les nanoplastiques et les PFAS compromettent la fonctionnalité de la protéine myoglobine, perturbant sa capacité à stocker l’oxygène. Cette perturbation pourrait entraîner des problèmes de santé tels que l’essoufflement et l’anémie.
Des expériences supplémentaires menées par l’équipe ont démontré que l’exposition aux nanoplastiques altère la locomotion des vers, avec des effets comparables à ceux du paraquat, un herbicide associé à la maladie de Parkinson.
« Ces travaux ont le potentiel d’avoir un impact considérable sur les politiques de santé publique et environnementales, soulignant le rôle vital de la recherche scientifique pour relever les défis mondiaux », a déclaré Robert Kirken, Ph.D., doyen de la faculté des sciences. « Je suis fier des recherches révolutionnaires menées par le Dr Narayan, le Dr Vukovic et leurs équipes. Leur approche innovante pour comprendre comment ces matériaux artificiels perturbent les fonctions biomoléculaires est un parfait exemple du travail transformateur que les chercheurs de l’UTEP accomplissent régulièrement. »
Narayan et son équipe de recherche prévoient de poursuivre leurs études et d’étudier les effets d’autres plastiques et composés PFAS.
Référence : Karim A, Yadav A, Sweety UH, et al. Interactions interfaciales entre les nanoplastiques et les systèmes biologiques : vers une compréhension atomique et moléculaire de la dyshoméostasie biologique induite par les plastiques. ACS Appl Mater Interfaces. 2024;16(20):25740-25756. doi: 10.1021/acsami.4c03008
Cet article a été republié à partir du suivant matériaux. Remarque : le contenu et la longueur de ce communiqué peuvent avoir été modifiés. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source citée. Notre politique de publication des communiqués de presse est accessible ici.
2024-07-15 11:51:51
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