Novel Endpoints To Unravel Developmental Neurotoxicity

Den växande hjärnan är särskilt känslig för miljöstressorer på grund av dess beroende av den exakta spatiotemporala regleringen av flera signaler och den långa tidsperiod som krävs för att den ska bildas. Vissa kemikalier kan störa molekylära och cellulära processer som driver hjärnans utveckling, inklusive epigenetiska processer som DNA-metylering. Identifiering av DNA-metyleringsförändringar inducerade av kemisk exponering kan därför fungera som tidiga molekylära markörer för utvecklingsneurotoxicitet (DNT). Kemikalier som kallas hormonstörande ämnen kan ge negativa effekter på grund av deras förmåga att förändra det endokrina systemet. Eftersom hjärnans utveckling är starkt beroende av endokrina signaler måste de potentiella negativa effekterna av hormonstörande ämnen på hjärnans utveckling tas upp. Detektion av DNT i rättsliga sammanhang har baserats på in vivo-testning, men de ekonomiska kostnaderna och de tidskrävande egenskaperna hos dessa metoder har resulterat i en begränsad bedömning av DNT-faran med kemikalier. För att reglera hormonstörande ämnen är det dessutom av största vikt att visa att deras negativa effekter är en produkt av störningar i endokrina signaler. Ändå finns det för närvarande inga godkända metoder som tar itu med både ett endokrint verkningssätt och negativa utvecklingsneurologiska resultat. Denna doktorsavhandling hade två huvudsyften: För det första att identifiera epigenetiska förändringar, på nivån av DNA-metylering, som ligger till grund för DNT inducerad av exponering för metylkvicksilver (MeHg); och för det andra att utveckla nya metoder för detektion av DNT inducerad av endokrina störningar. Epigenetiska effekter studerades både i epidemiologiska data och experimentellt in vitro. Samband mellan prenatal MeHg-exponering och DNA-metylering av GRIN2B och NR3C1 hittades hos barn. In vitro-validering av DNA-metyleringsförändringar som hittats i epigenomomfattande associationsstudier av populationer som exponerats för MeHg, avslöjade den potentiella inblandningen av Mediaator Complex Subunit 31 (MED31) i MeHg DNT. För att bidra till det endokrina störningsfältet (ED)-inducerat DNT-fält utvärderades tillämpligheten av en in vitro-modell bestående av murina neurala stamceller (C17.2-cellinjen). Vi fann att C17.2 neural differentiering och morfologi var känslig för retinsyra (RAR), retinoic X (RXR), peroxisomproliferatoraktiverad β/δ (PPARβ/δ) och glukokortikoidagonism (GR). Dessutom minskade två av 25 testade hormonstörande ämnen neuritutväxt och förgrening i C17.2-systemet. Dessa effekter återfanns genom samtidig exponering av kemikalierna med antagonister av RAR, RXR eller PPARβ/δ, vilket indikerar att deras DNT-effekt medieras av hormonella störningar. Sammantaget bidrog denna avhandling till utvecklingen av nya metoder och effektmått för bedömning av DNT inducerad av MeHg och EDC.