Plasticvervuiling is een wereldwijd milieuprobleem dat erger wordt naarmate materiaal degradeert tot kleinere deeltjes zoals microplastics en nanoplastics, de laatste kan doordringen in de cellen van een organisme.

Een onderzoeksteam van de afdeling Celbiologie van de UAB, Fysiologie en Immunologie, de Universiteit van Aveiro en het Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Portugal, waargenomen hoe sommige van deze nanoplastics, ondanks de aanwezigheid in lage concentraties, veroorzaakt schade aan het DNA en celmembranen, en oxidatieve stress veroorzaken in de Mytilus galloprovincialis-mossel, de meest voorkomende mediterrane mossel die door mensen wordt geconsumeerd.

Onderzoekers hebben de mosselen blootgelegd, die afkomstig is van de Portugese kust, op de aanwezigheid van polystyreen nanoplastics gedurende vier dagen in concentraties variërend van 0,005 milligram per liter tot 50 milligram per liter. Ze ontdekten variaties in de expressie van verschillende genen in de kieuwen en spijsverteringsklieren. Een concentratie van 0,05 mg per liter (mg/L) was voldoende om veranderingen in de expressie van deze genen waar te nemen. Deze concentratie wijzigt de activiteit van het kattengen (cathepsine), verband met de juiste werking van het immuunsysteem in de kieuwen van de mossel. Met 0,5 mg/L nanoplastics, het cyp11-gen - gerelateerd aan de biotransformatie van chemische stoffen voor het goed functioneren van het organisme - kwam ook in overmaat tot uiting in de kieuwen. En met 5 mg/L, de expressie van zowel het cyp32-gen, gerelateerd aan biotransformatie, en het lys-gen, gerelateerd aan het immuunsysteem, was aangetast. Hogere concentraties (50 mg/L) veranderden de expressie van het hsp70-gen, gerelateerd aan celweefselherstel, in de spijsverteringsklieren van mosselen.

Onderzoekers konden ook observeren hoe nanoplastics de toxische effecten van andere verontreinigingen kunnen versterken. Een van de meest voorkomende verontreinigingen die door nanoplastics worden geabsorbeerd, is carbamazepine, een medicijn dat epileptische aandoeningen behandelt. Het toevoegen van kleine concentraties (6,3 microgram per liter) van dit medicijn in aanwezigheid van nanoplastics zorgde voor een toename van de absorptie in vergelijking met het medicijn zelf. De combinatie van carbamazepine met slechts 0,05 mg/L nanoplastics veranderde de expressie van tumorsuppressor p53, gerelateerd aan DNA-schadeherstel, naast de expressie van de genen cyp32, hsp70 en lys.

Onderzoekers observeerden ook de fysiologische effecten van nanoplastics vanaf slechts 0,005 mg/L. Op dit concentratieniveau de nanoplastics veroorzaakten veranderingen in de activiteit van het alaninetransaminase (ALT) van de kieuw, terwijl bij 0,05 mg/L schade kon worden gezien in het DNA van de hemolymfe (het "bloed" van weekdieren), in celmembranen, en veranderingen in de biochemische indicatoren die verband houden met oxidatieve stress, zowel in kieuwen als in de spijsverteringsklieren.

"Al deze effecten veroorzaakt door nanoplastics vinden plaats bij lage concentraties, en daarom is het belangrijk om de effecten van deze nieuwe verontreinigingen bij hogere concentraties te bestuderen, " zegt Irene Brandts, eerste auteur van het onderzoek, wat het resultaat is van haar Ph.D. scriptie aan de UAB Afdeling Celbiologie, Fysiologie en Immunologie.

Mariana Teles, UAB-onderzoeker die verantwoordelijk is voor de studie en ook onderzoeker aan de Universiteit van Aveiro en CIIMAR, benadrukt het belang van dit soort schade bij dieren, gezien het feit dat "in tegenstelling tot het onmiddellijke effect van conventioneel plastic, die bijvoorbeeld een schildpad kan doden als ze worden ingeslikt, nanoplastics hebben een subletaal effect, met meer gevolgen op de lange termijn."

Wat betreft de mogelijke effecten op de consumptie van mosselen, de meest voorkomende zeevruchten die in Spanje worden geconsumeerd, "het onderzoek bevat geen implicaties voor de menselijke gezondheid, aangezien er geen bewijs is dat de moleculaire reacties die in deze organismen worden waargenomen, kunnen worden doorgegeven aan de mens wanneer ze worden geconsumeerd, " legt UAB-professor Lluís Tort uit, co-auteur van de studie.