El viatge d’un nanoplàstic per l’interior d’un ésser viu
Investigadors catalans segueixen la trajectòria del plàstic en una larva de mosca i veuen que provoca estrès cel·lular i dany a l'ADN
Dels prop de deu milions de tones de plàstic que cada any acaben al mar, una part es va degradant en trossos cada vegada més petits per formar els anomenats microplàstics i nanoplàstics. Com que són tan petits (entre una mil·lèsima i una milionèsima de mil·límetre), aquests bocins de plàstic poden entrar a la cadena tròfica i acabar a l’interior d’algues, plantes, animals i humans. De fet, ja s’han trobat plàstics a la femta, l’orina, la placenta i la sang humanes. No acaba d’estar clar, però, quins efectes poden tenir aquestes substàncies en el cos. Per esbrinar-ho, un equip de científics de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ha seguit el viatge de nanoplàstics de poliestirè de diverses mides (50, 200 i 500 milionèsimes de mil·límetre) a través del sistema digestiu d’una larva de la mosca de la fruita (Drosophila melanogaster ), un organisme àmpliament utilitzat al laboratori com a model de processos biològics.
“No hi ha dades en humans i fer l’experiment en mamífers és molt complex”, explica Ricard Marcos, investigador del grup de recerca en mutagènesi de la UAB, que ha coordinat l’estudi. “Les larves de drosòfila són un model molt senzill però equivalent a l’humà, perquè tenen la mateixa estructura però més simplificada”, afegeix. Efectivament, una larva de la mosca de la fruita té un tub digestiu recobert interiorment per una capa de mucositat i bacteris, unes parets formades per cèl·lules amb vellositats que augmenten la superfície de contacte amb l’interior de l’intestí per augmentar l’absorció de nutrients i que a la part externa del tub estan connectades amb l’anomenada hemolimfa, un líquid que en els insectes fa la funció de la sang. A més d’aquesta estructura anàloga a la humana, l’altre avantatge de les larves és que són voraces per naturalesa. Com que la seva funció és créixer, a diferència dels adults estan programades genèticament per cruspir-se tot el que se’ls posi al davant. Això assegura que si s’afegeixen nanoplàstics al seu aliment, acabaran al tub digestiu de les larves.
Dues preguntes fonamentals
Per estudiar aquest viatge, els investigadors han utilitzat un microscopi electrònic amb el qual han anat prenent imatges de tot el procés. Hi havia dues preguntes fonamentals que volien respondre: 1) si els plàstics són capaços de travessar la barrera de l’intestí i arribar a l’hemolimfa (l’equivalent a la sang) i, per tant, a tot el cos de l’animal, i 2) en cas afirmatiu, si això produeix algun efecte en les diverses cèl·lules amb què entren en contacte.
Encara que no ho sembli, els intestins, juntament amb els pulmons, són una de les parts del cos que estan més en contacte amb l’ambient exterior. Per això estan recoberts de mucositat, per impedir l’accés de bacteris i substàncies potencialment tòxiques a la sang. Si els plàstics no són capaços de travessar aquesta barrera, s’excretarien amb la femta i podrien afectar, com a molt, les cèl·lules dels budells. Si la travessen, però, i entren al torrent sanguini, poden tenir efectes en tot el cos. Un experiment anterior del mateix grup ja havia demostrat en cultius de laboratori que els plàstics poden travessar la barrera de les cèl·lules intestinals humanes, però estudiar el procés en un organisme viu permet obtenir més informació.
El llarg viatge
El viatge dels nanoplàstics, doncs, comença a l’interior del tub digestiu. Allà entren en contacte amb la microbiota, el conjunt de bacteris i altres microorganismes que tenen un paper fonamental en el correcte funcionament de la digestió i els sistemes immunitari i nerviós. També arriben a la capa protectora de mucositat. Són capaços de travessar-la? Les imatges del microscopi electrònic no ofereixen cap dubte: sí. Un cop travessada la mucositat, arriben a les cèl·lules intestinals. ¿Poden penetrar la membrana? Altre cop, el microscopi confirma que sí. Un cop dins de les cèl·lules, els científics han vist que produeixen deformacions en els mitocondris que s’encarreguen de la respiració cel·lular. “És de suposar que aquestes alteracions morfològiques impliquen alguna alteració en la seva funció”, considera Marcos.
Però els nanoplàstics no s’aturen aquí. D’aquestes cèl·lules intestinals passen a l’hemolimfa i poden arribar a qualsevol part del cos. Per estudiar els efectes que pot tenir aquesta exposició, els investigadors han analitzat l’evolució de l’ADN de la larva durant el procés i han descobert dues coses. En primer lloc, els gens relacionats amb l’estrès s’activen, cosa que indica que la presència de plàstic altera l’equilibri cel·lular i imposa una situació estressant a les cèl·lules. D’altra banda, es produeix un dany a l’ADN. En un estudi anterior, el mateix grup ja havia mostrat que els plàstics poden provocar danys en l’ADN de cèl·lules sanguínies humanes.
“Aquests processos de generació d’estrès i dany a l’ADN són indicadors primerencs de càncer”, diu Marcos. Els tumors malignes apareixen una mitjana de 20 anys després d’haver iniciat l’exposició a substàncies cancerígenes i la seva evolució depèn de molts factors, de manera que, a partir d’aquestes dades, no es pot assegurar que l’exposició a plàstic provoqui càncer, però sí que afavoreix alguns dels processos relacionats amb la transformació de cèl·lules sanes a cèl·lules canceroses. A més, Marcos explica que en un nou estudi que encara no han publicat i que, probablement, tindrà més repercussió, han comprovat que en un cultiu de laboratori format per cèl·lules de la sang humana, el contacte amb nanoplàstics provoca una bateria de successos relacionats amb el procés tumoral.