Microplastiche-Immagine Credit Public Domain-
Le materie plastiche sono tra i materiali artificiali più onnipresenti: le indossiamo, costruiamo con esse, ci giochiamo, ci spediamo merci e poi le gettiamo nel flusso dei rifiuti. Alla fine, possono scomporsi in minuscole particelle che entrano nel nostro approvvigionamento alimentare e finiamo per mangiarle. Si stima che nel 2017 siano stati generati 8,3 miliardi di tonnellate di plastica e si prevede che questo numero raddoppierà entro il 2050
Microplastiche-Immagine Credit Public Domain-
Queste particelle possono variare da circa le dimensioni del polline (microplastiche) fino a una frazione delle dimensioni di un virus (nanoplastiche) e sono penetrate nelle riserve idriche, nei terreni agricoli e nelle catene alimentari naturali e domestiche.
Nel 2018, le microplastiche sono state segnalate per la prima volta nelle feci umane, fornendo prove di accumulo, ingestione ed escrezione di queste particelle negli esseri umani e indicando l’esposizione attraverso il consumo di alimenti/acqua trasformati o confezionati. Poiché l’esposizione umana a MP e NP continua a crescere, MP e NP sono stati riconosciuti come contaminanti emergenti nell’ultimo decennio.
La conoscenza degli effetti dell’ingestione di microplastiche e nanoplastiche è stata limitata dalla loro natura ubiquitaria, rendendo difficile trovare popolazioni di individui non affetti che fungano da gruppi di controllo, e dalla mancanza di modelli di laboratorio pertinenti per studiare gli effetti delle particelle sulle cellule. In uno studio pubblicato da Nanomedicine, i ricercatori della Tufts University School of Engineering hanno scoperto potenziali effetti infiammatori delle particelle di plastica utilizzando organoidi intestinali umani, piccoli fasci di tessuto costituiti da un mix di cellule umane ottenute da biopsie che imitano la complessità di un ambiente intestinale reale.
In particolare, i ricercatori hanno scoperto che concentrazioni più elevate di particelle di plastica hanno innescato la secrezione di molecole infiammatorie legate alla malattia infiammatoria intestinale umana (IBD).
Precedenti studi clinici hanno trovato la plastica accumulata in diversi tessuti di organismi viventi, tra cui il tratto digestivo, il sangue, il fegato, il pancreas, il cuore e persino il cervello. Il primo punto di ingresso più probabile è attraverso l’intestino. Studi su ratti e altri animali hanno scoperto che mentre le microplastiche e le nanoplastiche possono accumularsi nell’intestino e in altri tessuti, ci sono risultati contrastanti sugli effetti tossici o sull’infiammazione, che possono dipendere dalla dimensione delle particelle, dalla durata dell’esposizione e dalle condizioni preesistenti. Rimane controversa la questione se ci siano effetti tossicologici sugli esseri umani, poiché i risultati degli studi sugli animali non sempre corrispondono ai risultati umani.
“Sappiamo che la plastica particolata è ovunque nell’ambiente, ed è stata trovata nell’intestino umano e in altri tessuti, come il sangue e persino nel cervello e nella placenta“, ha detto Ying Chen, Professore assistente di ricerca in ingegneria biomedica presso la Tufts University e co-autore principale dello studio. “L’uso di organoidi ci consente di studiare in dettaglio i meccanismi di assorbimento e i potenziali percorsi verso la malattia in un modo che potrebbe aiutarci a dare un senso ai risultati variabili in letteratura fino ad ora e avere un modello tissutale più diretto per i potenziali effetti di particelle di plastica sugli esseri umani.
Per creare un modello intestinale fisiologicamente rilevante, Chen e il suo team hanno iniziato lo studio con cellule staminali derivate da organoidi e le hanno indotte a differenziarsi nelle varie cellule presenti nella parete intestinale nativa, puntando a un rapporto cellulare simile a quello dell’intestino, ma cresciuto in un strato piatto. Le cellule hanno ruoli diversi e importanti tra cui l’assorbimento, la secrezione di muco, la produzione di ormoni e le risposte infiammatorie e altre risposte immunitarie.
“È un significativo passo avanti rispetto ai modelli cellulari più semplici che spesso includevano solo uno o pochi tipi di cellule, alcuni dei quali derivavano da cellule tumorali che potrebbero non dimostrare risposte naturali”, ha affermato Chen. I riceratori sono stati in grado di modificare il mix di cellule nello strato organoide simile all’intestino per vedere come ha influenzato la risposta alle particelle di plastica, che sono state appositamente modificate per brillare in modo fluorescente per un facile tracciamento.
È stato scoperto che cellule diverse assorbono diverse dimensioni di particelle. Le cellule epiteliali che normalmente rivestono l’interno dell’intestino assorbirebbero le nanoparticelle più piccole, mentre le cellule microfold o “M” assorbirebbero e trasporterebbero le microparticelle più grandi nel tessuto intestinale. I ricercatori hanno anche scoperto che il danno causato dalle particelle di plastica al rivestimento intestinale del modello si verificava solo quando erano presenti cellule M e a concentrazioni più elevate di particelle. Il danno allo strato cellulare può implicare la possibilità di generare lesioni intestinali.
In particolare, i ricercatori hanno anche osservato che concentrazioni più elevate di nanoparticelle di plastica hanno indotto lo strato organoide a rilasciare citochine infiammatorie, molecole che fanno parte della normale risposta immunitaria, ma possono essere correlate a malattie tra cui la malattia infiammatoria intestinale (IBD) quando sono sbilanciate. Questo effetto dipendeva anche dalla presenza di cellule M, il che suggerisce che quelle cellule svolgono un ruolo fondamentale nella mediazione del potenziale danno all’intestino da parte delle microparticelle di plastica. “Sarà necessario svolgere ulteriori ricerche per chiarire l’impatto della concentrazione, della chimica e delle caratteristiche superficiali delle particelle di plastica sulle funzioni delle cellule M”, ha affermato Ying.
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“I risultati di questo studio suggeriscono che l’utilizzo di organoidi di cellule umane potrebbe essere un mezzo efficace per comprendere meglio la potenziale tossicità delle microplastiche e delle nanoplastiche e delle particelle ambientali in generale”, ha affermato David Kaplan, Stern Family Professor of Engineering presso Tufts e pioniere in ingegneria dei tessuti e dello sviluppo di modelli di test di laboratorio che imitano tessuti biologici reali. “Poiché queste piccole particelle possono anche essere pozzi o vettori di sostanze chimiche e altri contaminanti nell’ambiente, ciò amplifica il potenziale impatto degli studi”.
Kaplan aggiunge: “In effetti, gli organoidi possono essere coltivati per modellare molti altri organi umani, tra cui stomaco, reni, cuore, pancreas, fegato e cervello, il che potrebbe consentirci di esplorare gli effetti dei contaminanti ambientali in tutto il corpo“.
Fonte:Nanomedicine
