Sommige darmbacteriën kunnen PFAS verzamelen en opruimen

In pannen met antiaanbaklaag, regenjassen en zelfs in drinkwater zitten giftige stoffen die bekend staan als per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS), ook wel ‘forever chemicals’ genoemd. Het kan honderden jaren duren voordat die stoffen worden afgebroken in het milieu. We vinden ze steeds vaker terug in menselijk bloed en weefsel - waar ze volgens onderzoek kunnen leiden tot verschillende vormen van kanker. Ook zouden ze vruchtbaarheidsproblemen en schildklieraandoeningen kunnen veroorzaken en het immuunsysteem verzwakken. Wetenschappers zoeken naar manieren om PFAS uit het milieu te verwijderen om te voorkomen dat ze in het menselijk lichaam terechtkomen. Een nieuwe studie heeft nu misschien ook een manier gevonden om ze uit het menselijk lichaam te halen.

Bacteriën die veel voorkomen in onze darmen kunnen mogelijk worden gebruikt om PFAS op te vangen en als afval af te voeren, stellen onderzoekers in een studie die is gepubliceerd in Nature Microbiology.

'Ik denk dat dit onderzoek ons een klein sprankje hoop geeft dat het niet allemaal kommer en kwel is als het gaat om PFAS', zegt medeauteur Kiran Patil, moleculair bioloog aan de Universiteit van Cambridge. 'Misschien zijn onze bacteriën, die al duizenden jaren onze metgezellen zijn, er al druk mee bezig.'

Niet op, maar in de bacterie

Het team testte eerst hoe PFAS en andere vervuilende stoffen reageren wanneer ze in contact komen met tientallen bacteriestammen uit de menselijke darm. De wetenschappers merkten dat negen van die bacteriestammen bepaalde PFAS-chemicaliën zeer effectief ‘verzamelden’. Toen die bacteriën in laboratoriumomstandigheden werden gekweekt, absorbeerden ze binnen 24 uur 25 tot 74 procent van de PFAS-chemicaliën waaraan ze werden blootgesteld. Die specifieke stammen zouden zich dus kunnen binden aan PFAS in het lichaam en de chemicaliën vervolgens uit het lichaam kunnen transporteren.

Eerder onderzoek had al aangetoond dat bacteriën in vervuilde bodems zich kunnen binden aan PFAS. Maar die bacteriën werden blootgesteld aan veel hogere niveaus van de chemicaliën en hadden een relatief lage capaciteit om ze te isoleren. 'Dus we hadden geen reden om aan te nemen dat darmbacteriën daar beter in zouden zijn', zegt Patil.

Veel onderzoekers gingen ervan uit dat PFAS-moleculen zich zouden vastklampen aan het buitenste membraan van een bacterie in plaats van erin terecht te komen, zegt Patil. Maar omdat de bacteriën in het onderzoek meer PFAS verzamelden dan er op hun membraan pasten, dacht het team dat de chemicaliën de organismen daadwerkelijk waren binnengedrongen. Om dit te bevestigen, gebruikten Patil en zijn collega's een beeldvormingstechniek waarbij ze de bacteriën snel bevroren, vervolgens kleine bundels geladen deeltjes op ze afvuurden en analyseerden wat er toen weer uitvloog. De onderzoekers ontdekten fluormoleculen - wat wijst op de aanwezigheid van PFAS - die uit de bacteriën kwamen.

Om uit te testen of bacteriën nog steeds PFAS zouden verzamelen in een groter organisme, gebruikte het team muizen zonder eigen microbioom. Ze koloniseerden de darmen van de dieren met verschillende menselijke microbioombacteriën waarvan eerder was aangetoond dat ze PFAS absorberen. Nadat de muizen waren blootgesteld aan verschillende hoeveelheden PFAS, onderzochten ze de uitwerpselen van de dieren. Ze ontdekten dat muizen met PFAS-opnemende bacteriën meer van de giftige chemicaliën uitscheidden dan muizen zonder de micro-organismen.

Aanvulling

Dit onderzoek laat zien hoe diep PFAS het lichaam binnendringen, zegt milieuepidemioloog Jesse Goodrich, die niet bij het werk betrokken was. 'Het is weer een stukje in de puzzel dat laat zien hoe PFAS de menselijke gezondheid kunnen beïnvloeden.'

Om de nieuwste bevindingen op mensen toe te passen, is meer onderzoek nodig. Het team plant nu een klinische studie om te testen of probiotica die dergelijke bacteriën bevatten, het menselijke microbioom kunnen aanvullen en PFAS in de darmen kunnen opruimen. Zo'n onderzoek zou veel meer variabelen hebben dan een zeer gecontroleerde studie bij muizen. 'De samenstelling van het menselijk microbioom varieert sterk van mens tot mens', zegt hoofdauteur Anna Lindell, toxicoloog aan de Universiteit van Cambridge.

Verder onderzoek zou ook de natuurlijk voorkomende niveaus van deze bacteriestammen bij mensen binnen dezelfde gemeenschap kunnen observeren en de hoeveelheid PFAS in hun lichaam kunnen meten, zegt Patil. Zo'n onderzoek zou helpen ophelderen of deze bacteriën daadwerkelijk PFAS kunnen opruimen, in de darmen of zelfs in andere delen van het lichaam.

Het aanvullen van de natuurlijke bacteriën in het lichaam in de strijd tegen PFAS is 'interessant en heeft potentie', zegt Goodrich. 'Maar uiteindelijk is voorkomen beter dan genezen. Blootstelling aan PFAS vermijden is de beste manier om de gezondheid te beschermen.'