Monitoritzen el "viatge" dels microplàstics per l'intestí d'un organisme viu

23/05/2022

El comportament del micro i nanoplàstics (MNPLs) dins de l’organisme és una qüestió impossible de respondre avui per avui en humans i els models in vitro no son d’utilitat. Per això, cal buscar models animals que permetin respondre aquesta pregunta. Hi ha, a més, limitacions de les metodologies actuals per detectar i quantificar la seva presència en les diferents mostres biològiques humanes, la qual cosa impedeix una valoració precisa del risc en la salut per la seva exposició.

En aquest context, investigadors del Grup de Recerca en Mutagènesi de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) han aconseguit monitoritzar el seguiment dels MNPLs en el seu “viatge” des de l’ambient fins a l’interior d’un organisme viu. Ho han fet desenvolupant eines basades en microscòpia electrònica i en larves de la mosca Drosophila melanogaster, un organisme model àmpliament utilitzat per estudiar fenòmens i processos biològics.

L’equip de recerca ha estudiat el comportament dels MNPLs al llarg del seu recorregut amb poliestirè comercial de mides nanomètriques. El “reportatge fotogràfic” obtingut els ha permès veure la interacció dels MNPLs amb la microbiota i cèl·lules de la membrana que recobreix l’interior de l’intestí, la seva capacitat de creuar la barrera intestinal i la seva presència en l’hemolimfa, que equival a la sang en humans, i en els hemòcits, cèl·lules que es corresponen als nostres limfòcits.

“A més d’establir una nova aproximació metodològica, el nostre estudi confirma els grans avantatges de Drosophila melanogaster com a model per determinar els potencials efectes perniciosos associats a la ingesta d’aquests contaminants”, explica Ricard Marcos, investigador del Departament de Genètica i de Microbiologia de la UAB, coordinador de l’estudi.

Efectes a nivell nanomètric

L’avaluació dels efectes biològics en diferents etapes de la vida de les larves va mostrar que, tot i que no es va observar cap toxicitat important, l'exposició va produir una àmplia resposta molecular, alterant l'expressió de gens implicats en la resposta general a l'estrès, el dany oxidatiu i la genotoxicitat, així com en els gens relacionats amb la resposta al dany físic sobre la barrera intestinal.

“El nostre treball afegeix informació del que succeeix, pel que fa als efectes, quan la exposició és a nanoplàstics, que per la seva petita mida tenen per a nosaltres una rellevància especial, per la seva major capacitat de creuar les barreres biològiques i de produir efectes toxicològics que poden afectar la salut dels organismes, inclosos els humans”, assenyala Alba Hernández Bonilla, investigadora de la UAB i coautora de l’estudi.

Fins ara, la majoria dels efectes de MNPLs s’han estudiat en els rangs micro i inclús mil·limètric, i en models aquàtics, fonamentalment marins. Els estudis in vivo i utilitzant nanoplàstics són gairebé inexistents. És en aquest context on es veu la rellevància de l’estudi, que ha utilitzat metodologies mai abans fetes servir per a aquests propòsits, remarquen els investigadors.

L’estudi s’ha publicat a la revista Environmental Sciences: Nano i s’emmarca al projecte europeu PLASTICHEAL, coordinat per la UAB, que té com a objectiu oferir noves metodologies i evidència científica sòlida als reguladors, per establir la base de coneixements per a una avaluació adequada del risc dels MNPLs.

El seguiment de les partícules de nanoplàstics ha permès detectar-les dins de l'intestí mitjà (A), envoltant la membrana peritròfica (B), envoltant els bacteris de l'intestí mitjà (C), dins dels enteròcits (D), envoltades pels vacúols de l'intestí mitjà (E) i, finalment, arribant a l'hemolimfa (F).

Article: Mohamed Alaraby, Doaa Abass, Josefa Domenech, Alba Hernández, Ricard Marcos. Hazard assessment of ingested polystyrene nanoplastics in Drosophila larvae. Environmental Science: Nano. DOI: 10.1039/d1en01199e