Dr Aleksandra Rutkowska: Pochodne plastiku zagrażają naszemu zdrowiu

Obserwujemy rosnącą częstość takich chorób jak rak piersi, rak jądra i prostaty, zaburzeń płodności czy zaburzeń hormonalnych. Tym, co je łączy jest ogromna rola układu hormonalnego oraz istotny wpływ czynników środowiskowych, w tym narażenia na substancje endokrynnie czynne – mówi dr n. med. Aleksandra Rutkowska, laureatka Nagrody Zaufania Złoty OTIS 2020 za osiągnięcia w biotechnologii, Prezes Zarządu DETOXED.

Dlaczego pochodne rozkładu plastiku są tak niebezpieczne?

Najbardziej groźne są  substancje dodawane do  plastiku  i innych tworzyw sztucznych, które obecne są w życiu codziennym i dostają się do środowiska. To tzw. substancje endokrynnie czynne, o charakterze naśladującym ludzkie hormony na skutek podobnej budowy strukturalnej. Gdy dostają się do środowiska, działają bezpośrednio na organizmy żywe. Mogą zwiększać także ryzyko chorób cywilizacyjnych u ludzi. Obserwujemy rosnącą częstość takich chorób jak rak piersi, rak jądra i prostaty, zaburzeń płodności u kobiet i mężczyzn, zaburzeń hormonalnych, w tym chorób tarczycy czy zespołu wielotorbielowatych jajników, otyłości i cukrzycy. Tym, co je łączy jest ogromna rola układu hormonalnego oraz istotny wpływ czynników środowiskowych, w tym narażenia na substancje endokrynnie czynne. Te substancje są dodawane do wielu produktów codziennego użytku – takich jak elementy podłóg, dodatki do farb, mebli tapicerowanych lub wykonanych ze sklejki, opakowań do żywności, butelek, butelek dla niemowląt, soczewek kontaktowych, sprzętu elektronicznego i sportowego, kosmetyków, chemii gospodarczej, dlatego każdego dnia jesteśmy narażeni na kontakt z nimi. Do grupy szczególnego ryzyka należą małe dzieci, osoby starsze, pacjenci z problemami z gospodarką hormonalną oraz kobiety w ciąży lub karmiące piersią. Dla nich ekspozycja na substancje endokrynnie czynne jest szczególnie groźna.

Dlaczego tego typu substancje są dodawane przez producentów plastiku? Nadają one specjalne właściwości tworzywom sztucznym, czy jest to produkt uboczny, którego proces usuwania jest kosztowny?

Substancje endokrynnie czynne są dodawane na etapie produkcji, ponieważ mają za zadanie poprawić właściwości produktu. Mogą ulepszać plastyczność tworzywa, termoczułość papieru, utrwalać barwy, obniżać palność, a nawet być nośnikiem zapachów. Dodatkowo, wiele z nich to powszechnie stosowane leki, środki mikrobiologiczne i pestycydy. Na etapie ich wdrażania nikt nie mógł wiedzieć, że podobieństwo w strukturze cząsteczki do naturalnych hormonów może mieć takie konsekwencje dla zdrowia.

Czy lekarze, politycy i eksperci są świadomi zagrożenia?

Taka świadomość powoli się buduje, ponieważ powstały już na ten temat tysiące prac i raportów. Najsłynniejszym jest raport Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) z 2012 roku, który zawierał kilkaset stron opisanych działań niepożądanych tych substancji poprzez narażenie na nie ludzi i zwierząt, z ryzykiem utraty zdrowia włącznie. Powstaje coraz więcej regulacji unijnych dotyczących np. wycofywania bisfenolu A z wielu produktów, w szczególności przeznaczonych dla dzieci. W 2015 roku EFSA obniżyła wartość dopuszczalnego dziennego narażenia ludzi na bisfenol A ponad dziesięciokrotnie – z 50 mikrogramów na kilogram masy ciała w ciągu doby do 4 mikrogramów, zaznaczając, że kobiety ciężarne i małe dzieci powinny jeszcze bardziej ograniczyć narażenie. W Polsce również (w 2014 roku) ukazały się wytyczne Polskiego Towarzystwa Endokrynologicznego, rok później opublikowane w „Endokrynologii Polskiej”. Trafiły one także do premiera, ministra zdrowia i ministra gospodarki. W ubiegłym roku nasza spółka była zaangażowana w wykonywanie badania na zlecenie NSZZ „Solidarność”, które miało określić stopień narażenia pracowników na bisfenol A z paragonów w sklepach wielkopowierzchniowych. Informacja o zagrożeniu trafiła do przestrzeni publicznej, okazało się, że nadal jest to dość duży problem. Bisfenol A to oczywiście tylko jedna substancja z listy ponad 1400 związków. Ma ona niestety też wiele nie mniej groźnych zamienników, które powszechnie są dodawane do produktów, także tych oznaczonych symbolem „wolne od bisfenolu A” (BPA free).

Czy opracowywana przez Was technologia może pomóc w redukcji zagrożenia?

Pracujemy nad trzema aspektami. Pierwszy aspekt, bezpośrednio dotyczący pacjentów, to szybki test do wykrywania substancji endokrynnie czynnych w moczu. Będzie to test paskowy do kupienia w aptece i wykorzystania w domu, dzięki czemu każdy będzie mógł monitorować, jak bardzo jest na nie narażony. Dzięki testowi będzie można sprawdzić obecność kilku najczęściej występujących w środowisku substancji mających największy wpływ na nasze zdrowie. To pomoże nam zmodyfikować nasz styl życia, aby maksymalnie ograniczyć swoje narażenie.

Tworzymy również aplikację, która pozwoli ocenić nasze narażenie w domu i w miejscu pracy oraz pokaże, co należy zrobić, aby to narażenie zmniejszyć. Aplikację wykonujemy przy współpracy z partnerami europejskiego projektu państw nadbałtyckich (NonHazCity). Pozwoli to na jej wdrożenie na terenie każdego z krajów Europy. Mam nadzieję, że nastąpi to jeszcze w tym roku. Dzięki temu każdy w prosty sposób będzie mógł sprawdzić, które z elementów jego życia codziennego są największym problemem i jak w prosty sposób zmniejszyć narażenie.

Czy aplikacja pokaże, w jakich produktach znajdują się zagrażające substancje?

Tak, każdy będzie mógł przeanalizować swój dom pod kątem źródeł narażenia na substancje niebezpieczne. Dodatkowo będzie oceniany styl życia i związane z nim źródła narażenia oraz – osobno – miejsce pracy. W zależności od skali narażenia (niskie, średnie lub wysokie) będą dobierane spersonalizowane porady, w jaki sposób je indywidualnie zmniejszyć.

To aplikacja na telefon?

Z aplikacji będzie można korzystać zarówno przez telefon, jak i z poziomu strony internetowej dla osób, które wolą pracować przy komputerze. Aplikacja ma być prosta w odbiorze, atrakcyjna dla użytkownika i dawać wiarygodne efekty oparte na najnowszych wynikach analiz chromatograficznych dostępnych na świecie.

A trzeci projekt, który realizujecie?

Trzeci projekt, zakończony właśnie na etapie prototypu, to skonstruowanie urządzenia wykrywającego substancje endokrynnie czynne w ściekach. Wiedząc, że jesteśmy na te substancje narażeni w środowisku domowym, musimy mieć świadomość, że trafiają one do ścieków, a z nich do środowiska. Na dziś nikt nie podjął się ich usuwania w oczyszczalni, co oznacza, że trafiają one do zbiorników wodnych, a następnie wracają do nas – wraz z wodą, którą pijemy, rybami i owocami morza. W związku z tym podjęliśmy się projektu stworzenia prototypu urządzenia wykrywającego te substancje w czasie rzeczywistym. Projekt został wykonany na zgłoszenie Gdańskiej Infrastruktury Wodno-Kanalizacyjnej (GIWK), która jest bardzo zainteresowana wdrożeniem tej technologii. Dzięki temu, po wykryciu przekroczenia norm będzie możliwe wdrożenie odpowiednich procedur oczyszczania ścieków i jeszcze skuteczniejsza ochrona środowiska.

Czy takie procedury oczyszczania ścieków już istnieją?

Wiele zespołów w Polsce i na świecie już teraz pracuje nad takimi rozwiązaniami. W pierwszej kolejności musimy przeprowadzić testy stworzonego przez nas prototypu. Następnie będą testowane gotowe rozwiązania wykrywania i usuwania tych substancji, które będzie można wprowadzić do oczyszczalni jako standard działania.

Jakie konkretnie substancje wykrywa stworzone przez Państwa urządzenie?

Obecnie skupiamy się na tych najbardziej powszechnych   w środowisku domowym, czyli bisfenolach, ftalanach i nonylfenolu. Wraz z rozwojem technologii będziemy dążyć do rozbudowania możliwości wykrywania wielu kolejnych związków.

Czy prototyp jest już przekazany Gdańskiej Infrastrukturze Wodociągowo-Kanalizacyjnej?

Na razie jeszcze nad nim pracujemy, natomiast wszyscy nie możemy się doczekać, kiedy rozpocznie się testowanie. Stworzyliśmy ten projekt wspólnie, starając się dopasować urządzenie do zapotrzebowania odbiorców. Obecnie sposoby pozwalające na wykrycie pochodnych plastiku są bardzo drogie, wymagają wysoko specjalistycznego sprzętu, który jest dostępny tylko w kilku placówkach w Polsce. Ponadto konieczna jest obecność wysoko wykwalifikowanego personelu, a czas badania wynosi 24 godziny. Jeśli dodamy do tego czas na pobranie próbek ścieków (na wejściu i wyjściu z oczyszczalni)  i dostarczenie ich do laboratorium, to w momencie uzyskania wyniku zanieczyszczone ścieki już od dawna znajdują się w zbiorniku.

Zaprojektowane przez nas urządzenie jest automatyczne i bezobsługowe. Pozwala zdalnie na ustalenie wyniku w czasie do 5 minut od pobrania próbki, nie jest potrzebny wykwalifikowany personel do wykonywania analiz i poboru próbek. Mamy nadzieję, że w przyszłości ten proces będzie tak zautomatyzowany, że w momencie alertu, bez ingerencji człowieka, natychmiast automatycznie zostanie włączona procedura uzdatniania.

Rozmawiał Maciej Pinkosz

SPÓŁKA DETOXED JEST SPIN-OFFEM GDAŃSKIEGO UNIWERSYTETU MEDYCZNEGO I POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ. ZESPÓŁ PRACUJE NAD WDROŻENIAMI ROZWIĄZAŃ PRZY WSPÓŁPRACY Z EUROPEJSKIM PROJEKTEM NONHAZCITY, A RÓWNOLEGLE PROWADZI MIĘDZYNARODOWĄ KAMPANIĘ EDUKACYJNĄ „BĄDŹ DETOXED. BĄDŹ ZDROWY” MAJĄCĄ NA CELU PROMOCJĘ ZDROWIA I WŁAŚCIWEGO STYLU ŻYCIA OGRANICZAJĄCEGO INDYWIDUALNĄ EKSPOZYCJĘ NA SUBSTANCJE ZABURZAJĄCE DZIAŁANIE UKŁADU DOKREWNEGO.

dr Paweł Gąsior

dr n. med. Paweł Gąsior

Honorowa Nagroda Zaufania „Złoty Otis 2019” za osiągnięcia w biotechnologii w roku 2018

Technologia bioresorbowalnych stentów wieńcowych ma przed sobą przyszłość. Obecnie rozwijane są 34 nowe platformy stentów bioresorbowalnych nowej generacji, m.in. o mniejszej grubości przęseł i krótszym czasie biodegradacji.

Na czym polega przewaga bioresorbowalnych stentów wieńcowych nad klasycznymi metalowymi stentami?

Klasyczne metalowe stenty wieńcowe, używane w trakcie przezskórnej angioplastyki, zapewniają rusztowanie dla naczynia, w którym udało się skutecznie poszerzyć zwężenie. To rusztowanie stanowi metalową klatkę, która zapobiega zamknięciu się naczynia we wczesnej oraz odległej fazie po zabiegu. O ile w przypadku fazy wczesnej jest to jak najbardziej pożądane,
o tyle w fazie odległej może wiązać się z pewnymi niedogodnościami, takimi jak np.: upośledzenie wazomotoryki naczynia oraz procesu remodelingu adaptacyjnego, brak możliwości przeprowadzenia pomostowania aortalno-wieńcowego w leczonym segmencie naczynia, a także ryzyko rozwoju przewlekłej reakcji zapalnej naczynia na znajdujący się w nim drażniący obcy materiał, czyli stent.

Całkowicie bioresorbowalne stenty zostały zaprojektowane w celu pokonania tych ograniczeń. Zapewniają rusztowanie dla naczynia we wczesnej fazie jego gojenia się po angioplastyce, a następnie – gdy ich rola jest zakończona – ulegają procesowi biodegradacji, pozostawiając za sobą tylko natywne naczynie.

Co sprawiło, że zajął się Pan pracą nad tym rodzajem stentów wieńcowych?

Idea „znikających” stentów wieńcowych, które po zakończeniu swojego działania ulegają procesowi biodegradacji, uwalniając tętnicę z metalowej klatki, wydawała mi się niezwykle intrygująca już w trakcie działalności naukowej w czasach studenckich. To były lata 2013-2015 i niestety w Polsce nie prowadzono wtedy badań rozwojowych nad tą technologią, a pierwsza generacja stentów bioresorbowalnych była w fazie badań klinicznych.

Dopiero w trakcie swojego stażu naukowego w Cardiovascular Research Foundation w Nowym Jorku w latach 2015-2017 miałem okazję brać udział w wielu badaniach nad nową generacją stentów bioresorbowalnych. Tematyka ta, z naciskiem na biomechanikę stentów, wczesne gojenie się naczynia oraz jego długoterminowy remodeling po implantacji rusztowania, stała się głównym obszarem moich zainteresowań podczas tego dwuletniego pobytu.

Ma Pan unikalny wkład w rozwój metodologii bioresorbowalnych stentów wieńcowych. Na czym on polega?

Dzięki pracom badawczym, które przeprowadziłem podczas stażu naukowego w Cardiovascular Research Foundation w Nowym Jorku, mieliśmy szansę udowodnić po raz pierwszy, że w przypadku stentów bioresorbowalnych szybkość procesu gojenia się po implantacji zależy w bardzo dużym stopniu od grubości przęseł stentu. Pierwsza generacja tentów biodegradowalnych zbudowana była z kwasu poli-L-mlekowego.
Ze względu na mechaniczne ograniczenia nie można było zredukować grubości przęseł tych stentów do poziomu stentów metalowych. W naszych badaniach udowodniliśmy, że redukcja grubości przęseł przy zachowaniu siły radialnej jest możliwa dzięki zastosowaniu amorficznego kwasu poli-L-mlekowego o ultrawysokiej masie cząsteczkowej. Ponadto udowodniliśmy na modelu zwierzęcym, że segmenty naczynia leczone stentami bioresorbowalnymi podlegają – w obserwacji czteroletniej – pozytywnym procesom przebudowy, a ich światło ulega powiększeniu, również w przypadku braku uwalniania z ich powierzchni leków antyproliferacyjnych. Przeprowadzone przez nas badania zakończyły
się wieloma publikacjami w czasopismach naukowych oraz kilkunastoma wystąpieniami na konferencjach międzynarodowych. Pozwoliły też zainicjować pierwsze badania kliniczne na ludziach z użyciem stentów biodegradowalnych nowej generacji.

Jaka jest przyszłość tej technologii? Nad czym obecnie trwają prace w tej dziedzinie?

Moim zdaniem ta technologia ma przed sobą przyszłość i potencjalnie szerokie zastosowanie. Półtora roku temu pojawiły się niepokojące doniesienia na podstawie długoterminowych wyników dużych badań klinicznych nad pierwszą generacją dopuszczonych do użytku medycznego rusztowań bioresorbowalnych (Absorb BVS). Wynikało z nich, że zastosowanie stentów Absrob BVS wiązało się większym ryzykiem wystąpienia bardzo groźnego niekorzystnego zdarzenia po implantacji – mianowicie zakrzepicy w stencie, w porównaniu z wiodącym na rynku stentem metalowym. Skutkiem tego było wycofanie Absorb BVS z rynku przez producenta. Oczywiście wielu badaczy w środowisku kardiologicznym ogłosiło wtedy koniec tej technologii. Moim zdaniem zdecydowanie przedwcześnie.

Należy pamiętać, że była to pierwsza generacja stentów bioresorbowalnych po raz pierwszy stosowana na tak dużą skalę. Każda nowa technologia ma na początku swoje problemy, które mogą potencjalnie zostać wyeliminowane przez jej kolejne generacje. Tak samo było w przypadku stentów metalowych, które z czasem coraz bardziej ewoluowały i w obecnej formie zdecydowanie różnią się od swojej pierwszej generacji, którą zaimplantowano u człowieka po raz pierwszy ponad 30 lat temu. Pierwszą generację stentów bioresorbowalnych można poprawić pod wieloma względami, m.in.: zwiększając ich siłę radialną oraz wytrzymałość na rozciąganie, dzięki czemu możliwa jest tak pożądana redukcja grubości przęseł, a także skracając biodegradacji, który w przypadku pierwszej generacji wynosił trzy lata.

Obecnie dostępne są już na rynku biodegradowalne stenty magnezowe o znacznie krótszym czasie biodegradacji. Można też zmienić architekturę stentów oraz geometrię przęseł tak, aby w mniejszym stopniu zaburzały one laminarny przepływ krwi, co ograniczy ich potencjał prozakrzepowy.

Z danych na wrzesień 2018 roku wynika, że obecnie w różnych fazach rozwoju są 34 nowe platformy stentów bioresorbowalnych – od badań typu bench-testing do pierwszych badań u ludzi. W związku z tym jestem spokojny o rozwój tej technologii i z niecierpliwością czekam na wyniki dużych badań.

Rozmawiała Urszula Piasecka