Alligatoren, die PFAS ausgesetzt sind, zeigen Autoimmuneffekte

Eine kürzlich durchgeführte Studie an Alligatoren im Cape Fear River ergab, dass die Tiere erhöhte Konzentrationen von 14 verschiedenen Per- und Polyfluoralkyl (PFAS)-Chemikalien in ihrem Blutserum sowie klinische und genetische Indikatoren für Auswirkungen auf das Immunsystem aufwiesen. Die Arbeit trägt zu den Beweisen bei, die eine PFAS-Exposition mit nachteiligen Auswirkungen auf das Immunsystem in Verbindung bringen.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Scott Belcher, außerordentlicher Professor für Biologie an der North Carolina State University, entnahm zwischen 2018 und 2019 Blutproben und untersuchte den Gesundheitszustand von 49 Alligatoren, die entlang des Cape Fear River lebten. Sie verglichen diese Ergebnisse mit einer Referenzpopulation von 26 Alligatoren aus dem Waccamaw-See, der sich im angrenzenden Lumber River-Becken befindet.

„Wir haben uns 23 verschiedene PFAS angesehen und deutliche Unterschiede zwischen beiden Arten und Niveaus von PFAS in den beiden Populationen festgestellt“, sagt Belcher. „Wir haben durchschnittlich 10 verschiedene PFAS in den Proben von Cape Fear River nachgewiesen, verglichen mit durchschnittlich fünf verschiedenen PFAS in der Population von Lake Waccamaw.

„Außerdem waren Blutkonzentrationen von Fluorethern wie Nafion-Nebenprodukt 2 bei Alligatoren aus dem Cape Fear River-Becken in höheren Konzentrationen vorhanden, während diese Werte bei Alligatoren aus Lake Waccamaw viel niedriger – oder nicht nachweisbar – waren. Unsere Daten zeigten dies, als wir uns bewegten Stromabwärts von Wilmington bis Bald Head Island nahmen die PFAS-Gesamtkonzentrationen ab.

Aber die ungewöhnlichste Beobachtung, die das Team machte, war, dass Alligatoren im Cape Fear River eine Reihe von nicht geheilten oder infizierten Läsionen aufwiesen.

„Alligatoren leiden selten unter Infektionen“, sagt Belcher. „Sie bekommen Wunden, aber sie heilen normalerweise schnell. Infizierte Läsionen zu sehen, die nicht richtig heilten, war besorgniserregend und veranlasste uns, die Zusammenhänge zwischen der PFAS-Exposition und Veränderungen im Immunsystem der Alligatoren genauer zu untersuchen.“

Eine qRT-PCR-Genanalyse ergab signifikant erhöhte Werte von auf Interferon-alpha (INF-α) ansprechenden Genen bei den Cape Fear River-Alligatoren: Ihre Werte waren 400-mal höher als die der Lake Waccamaw-Alligatoren, die viel niedrigere PFAS-Blutkonzentrationen aufwiesen.

„INF-α ist ein sezerniertes Immunprotein, das an der Stimulierung der Immunantwort beteiligt ist“, sagt Belcher. „Der von uns analysierte Satz von INF-α-responsiven Genen ist normalerweise an Virusinfektionen beteiligt. Beim Menschen ist eine chronische (oder langfristige) hohe Expression dieses Satzes von Genen ein wichtiger Indikator für Autoimmunerkrankungen, insbesondere Lupus. Außerdem einige PFAS Expositionen beim Menschen werden mit chronischen Autoimmunerkrankungen wie Colitis ulcerosa und Schilddrüsenerkrankungen in Verbindung gebracht.

„Wenn wir bei diesen Alligatoren eine erhöhte Expression von INF-α sehen, sagt uns das, dass etwas in der Immunantwort dieser Alligatoren gestört ist.“

Mit Stichprobendaten aus fünf Jahren, von denen ein Großteil jährlich von denselben Alligatoren stammt, sind die Forscher in einer guten Position, um die PFAS-Exposition und Gesundheitsveränderungen sowohl bei Individuen als auch bei den größeren Alligatorpopulationen in beiden Lebensräumen weiter zu verfolgen.

„Alligatoren sind eine Wächterart – Vorboten von Gefahren für die menschliche Gesundheit“, sagt Belcher. „Diese Assoziationen zwischen PFAS-Exposition und gestörter Immunfunktion bei den Cape Fear River-Alligatoren zu sehen, unterstützt die Zusammenhänge zwischen negativen Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier und PFAS-Exposition.“

Das Werk erscheint in Grenzen in der Toxikologie und wurde vom National Institute of Environmental Health Sciences (Preisnummern P42ES031009, P30 ES025128 und T32ES007046), North Carolina Sea Grant und der North Carolina Policy Collaboratory unterstützt. Belcher ist korrespondierender Autor der Arbeit, die Teil einer Zusammenarbeit mit dem PFAS-Testnetzwerk und Cape Fear River Watch ist.