Spårar hur vår hälsa störs av föroreningar och kemikalier
En ny metod som identifierar vilka proteiner i kroppen som påverkas av kemikalier, har tagits fram av forskare vid Linköpings universitet. Metoden gör det möjligt att tidigt upptäcka vilka biologiska effekter ett ämne kan ha i en organism.
– Föroreningarna ökar varje år. Det är väldigt svårt att testa effekten av alla kemikalier, särskilt blandningar av flera ämnen. Jämfört med klassiska metoder som testar effekter på en biologisk mekanism i taget, tror jag att vår metod kan bidra till att tid och pengar används mer effektivt, säger Veronica Lizano-Fallas, doktorand vid Institutionen för kliniska och biomedicinska vetenskaper, BKV, vid Linköpings universitet.
Cocktaileffekten
De finns i vattnet vi dricker, maten vi äter och miljön runt omkring oss – föroreningarna. Över 100 000 olika kemikalier används i tillverkning, lantbruk, industri och förbrukningsvaror. Varje dag under hela livet är vi i kontakt med kemikalier som blandas i våra kroppar. En del av dem kan ha negativa effekter på vår hälsa. Dessutom kan en del ämnen bli mer skadliga tillsammans än vad de är var för sig, något som kallas för cocktaileffekten.
Att försöka förutse effekterna av att vi exponeras för blandningar av många olika kemikalier, har varit en av utmaningarna inom toxikologi (läran om gifter och förgiftningar).
Förutspår skada av kemiska blandningar
Den nya metoden skulle kunna användas till att få tidiga signaler om oönskade biologiska effekter av ämnen. Effekterna kan sedan studeras ännu mer detaljerat med andra tekniker.
– Kemikalier interagerar med proteiner på ett ganska promiskuöst sätt. Vi hittar ofta flera proteiner som påverkas av ämnena vi testar. Vi ser att proteiners funktion påverkas som en följd av interaktioner mellan kemikalier och proteiner. Det stämmer med vad föroreningar och skadliga ämnen gör i cellerna, säger Susana Cristobal, professor vid BKV, som har lett studien.
Hittar samspel mellan kemikalier och proteiner
I studien har forskarna applicerat metoden på fyra scenarion:
- en enskild förorening
- en blandning av kemikalier
- ett nytt bioaktivt ämne
- biverkningar av ett nytt läkemedel
Som exempel testade de effekten av ett välstuderat miljögift, TCDD. Forskarna fann flera proteiner som påverkades av TCDD som inte visats i tidigare studier. Fyndet tyder på att genom att studera hela proteomet (alla proteiner i en cell vid en viss tidpunkt) i en organism med den nya metoden kan forskare hitta fler möjliga molekylära interaktioner mellan kemikalier och proteiner.
LiU-forskarnas nya tillvägagångssätt bygger på en teknik som utvecklats för att studera läkemedel, som kallas PISA (eng. proteome integral solubility alteration). I den aktuella studien utvärderar forskarna hur metoden kan användas till att hitta vilka proteiner från en organism som interagerar med föroreningar och andra kemikalier. För att få proteiner från alla typer av celler i en organism, dess proteom, extraherade forskarna proteiner från zebrafiskembryon. De blandade proteomet med ett eller flera ämnen.
Vetenskaplig artikel:
Systematic analysis of chemical-protein interactions from zebrafish embryo by proteome-wide thermal shift assay, bridging the gap between molecular interactions and toxicity pathways, Veronica Lizano-Fallas, Ana Carrasco del Amor och Susana Cristobal, Journal of Proteomics.
Kontakt:
Susana Cristobal, professor, susana.cristobal@liu.se
