Pesquisadores da Universidade do Texas em El Paso fizeram avanços significativos na compreensão de como nanoplásticos e substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil (PFAS) — comumente conhecidas como produtos químicos eternos — interrompem a estrutura e a função biomolecular. O trabalho mostra que os compostos podem alterar proteínas encontradas no leite materno humano e fórmulas infantis — potencialmente causando problemas de desenvolvimento a jusante.
Nanoplásticos e produtos químicos eternos são compostos artificiais presentes em todo o ambiente; uma série de estudos recentes os relacionou a vários resultados negativos para a saúde. Enquanto os nanoplásticos se originam principalmente como resultado da degradação de materiais plásticos maiores, como garrafas de água e embalagens de alimentos, os produtos químicos eternos são encontrados em vários produtos, como utensílios de cozinha e roupas.
A equipe de pesquisa da UTEP se concentrou no impacto dos compostos em três proteínas críticas para o desenvolvimento e a função humana: beta-lactoglobulina, alfa-lactalbumina e mioglobina. Suas descobertas, que fornecem uma visão em nível atômico sobre os efeitos prejudiciais dos nanoplásticos e PFAS na saúde humana, são descritas em dois artigos recentes no Jornal da Sociedade Química Americana e Materiais e Interfaces Aplicados ACS.
“Ao entender os mecanismos moleculares de como os nanoplásticos e os produtos químicos eternos interrompem as funções celulares, os cientistas podem desenvolver alternativas mais seguras a esses materiais”, disse Mahesh Narayan, Ph.D., professor, membro da Royal Society of Chemistry e chefe da Divisão de Bioquímica do Departamento de Química e Bioquímica da UTEP, que supervisionou os dois estudos. “Os insights obtidos com essa pesquisa têm implicações de longo alcance.”
Narayan disse que, mais importante, sua pesquisa revelou que os nanoplásticos e os PFAS “dissolveram” completamente uma região de proteínas conhecida como hélice alfa, convertendo-as em estruturas chamadas folhas beta.
“Não esperávamos que todos tivessem esse impacto similar na hélice alfa”, disse Narayan. “Foi uma coincidência completa.” A equipe observou que essa alteração também ocorre em proteínas amiloides, que podem causar neurodegeneração e resultados neurotóxicos se os produtos químicos sintéticos atingirem o cérebro.
Outras descobertas importantes dos estudos são descritas abaixo.
Proteína do leite: Beta-Lactoglobulina (BLG)
BLG é uma proteína encontrada no leite de ovelhas e vacas e é comumente usada como ingrediente em fórmulas infantis. A proteína se liga ao retinol (vitamina A) e ácidos graxos e é crucial para a visão e o desenvolvimento cerebral em bebês.
A equipe de pesquisa descobriu que a eficiência de ligação do BLG ao retinol e aos ácidos graxos diminui com a exposição a nanoplásticos e PFAS. Essa diminuição, modelada por Lela Vukovic, Ph.D., professora associada do Departamento de Química e Bioquímica, pode levar a problemas significativos de desenvolvimento em recém-nascidos, disse a equipe.
Além disso, pela primeira vez, a equipe observou que o PFAS se liga à proteína do leite, transformando-a em um transportador para esses compostos.
Leite materno humano: alfa-lactalbumina
A alfa-lactalbumina é encontrada no leite materno humano, participa da síntese de lactose e é ingerida por bebês para ajudar a atender às necessidades nutricionais. Pesquisadores da UTEP descobriram que nanoplásticos e PFAS corrompem a estrutura da proteína alfa-lactalbumina, comprometendo potencialmente a formação de lactose. A equipe disse que a interrupção pode levar a defeitos de desenvolvimento posteriores em bebês neonatais, como imunidade comprometida e absorção reduzida de minerais.
Armazenamento de oxigênio: mioglobina
A mioglobina, encontrada no sangue e no tecido muscular da maioria dos mamíferos, é crucial para armazenar oxigênio. A equipe de pesquisa da UTEP descobriu que nanoplásticos e PFAS comprometem a funcionalidade da proteína mioglobina, interrompendo sua capacidade de armazenar oxigênio. Essa interrupção pode levar a problemas de saúde, como falta de ar e anemia.
Experimentos adicionais da equipe demonstraram que a exposição a nanoplásticos prejudica a locomoção em vermes, com efeitos comparáveis ao paraquat — um herbicida que tem sido associado à doença de Parkinson.
“Este trabalho tem o potencial de impactar significativamente as políticas de saúde pública e ambientais, destacando o papel vital da pesquisa científica no enfrentamento dos desafios globais”, disse Robert Kirken, Ph.D., reitor da Faculdade de Ciências. “Estou orgulhoso da pesquisa inovadora conduzida pelo Dr. Narayan, Dr. Vukovic e suas equipes. Sua abordagem inovadora para entender como esses materiais artificiais interrompem as funções biomoleculares é um excelente exemplo do trabalho transformador que os pesquisadores da UTEP fazem regularmente.”
Narayan e sua equipe de pesquisa planejam continuar seus estudos e investigar os efeitos de outros plásticos e compostos PFAS.
