Ny platform måler effekter af plastiske nanopartikler på menneskelig udvikling og sundhed

Plastforurening er et kritisk miljøproblem, som verden står over for i dag, alligevel er virkningen af ​​al den mikroplastik (MP'er) og nanoplastik (NP'er), der er sivet ind i fødevare- og drikkevareforsyningen på menneskers sundhed, en "undervurderet forskningsvej, " ifølge holdet bag en afslørende ny undersøgelse udgivet i dag i Stamceller . Denne undersøgelse skitserer de nye platformsforskere designet, der gjorde det muligt for dem at undersøge de potentielt skadelige virkninger af parlamentsmedlemmer og NP'er. Resultaterne viser ikke kun, hvordan disse partikler kan påvirke et udviklende spædbarns sundhed, men kan også åbne nye måder at studere denne udbredte type forurening og dens bidrag til oprindelsen af ​​forskellige sygdomme.

Fra 1950 til nu, plastikproduktionen er steget næsten 200 gange til de nuværende 350 millioner tons, ifølge en undersøgelse, der blev offentliggjort i juni sidste år Videnskab om det samlede miljø . Fra 2018, ca. 6,9 milliarder tons var blevet til affald, med 79 procent af det akkumuleret i det naturlige miljø.

"Forudsat at kun 15 procent af deres samlede kalorieindtag kommer fra plastikpakkede næringsstoffer, det blev beregnet, at den gennemsnitlige person forbruger op til 121, 000 MP partikler om året, mens folk, der drikker vand på flaske, forbruger yderligere 90, 000 MP. Og disse tal tager ikke højde for partikler, der kommer ind i vores kroppe gennem erhvervsmæssig eksponering (såsom byggeri, sejlsport eller bade- og bruseindustrien) og andre midler. Så du kan se, at dette tal har potentiale til at stige betydeligt, " sagde Miodrag Stojkovic, Ph.D., DVM. Dr. Stojkovic er den korresponderende forfatter til den internationale undersøgelse, ledet af forskere fra Medical Fertility Hospital, Leskovac, Serbien, og Det Medicinske Fakultet, University of Kragujevac, Serbien, og er i øjeblikket tilknyttet Massachusetts Eye and Ear, Harvard Medical School i Boston.

Få undersøgelser har undersøgt de potentielt skadelige virkninger af MP'er/NP'er på tidlig menneskelig udvikling og sundhed. For at komplicere tingene yderligere, overfloden af ​​plastiktyper, partikelstørrelser og manglen på en pålidelig model gør det til en reel udfordring at studere virkningen af ​​stigende miljømæssig plastikforurening på menneskers sundhed.

"Hvis dertil kommer, "Dr. Stojkovic sagde, "Der findes ingen klar definition eller regulering af parlamentsmedlemmer/NP'er på international basis."

Alt dette fik Dr. Stojkovic og hans kolleger til at udvikle en ny platform, der ville gøre dem i stand til, for første gang, at estimere genændringer og signalveje, der kan ændres som reaktion på eksponeringen af ​​menneskelige embryoner før implantation og menneskeinducerede pluripotente stamceller (iPSC'er) for plastikpartikler. De fokuserede deres arbejde på nanopartikler, der udskilles af en af ​​de mest udbredte plasttyper, der bruges i mad- og drikkevareemballage - polystyren.

At begynde, de analyserede menneskelige iPSC-vækstmedier, der var vedvarende udsat for plastik (opbevaringsflasker, retter, pipetter og spidser, laboratorieluft og laboratoriefrakker) ved hjælp af pyrolyse-gaskromatografi/massespektrometri (PyGC/MS). PyGC/MS-analysen udelukkede den yderligere tilstedeværelse af enhver kendt polymer. Næste, de eksponerede optøede tidlige menneskelige ekspanderede blastocyster og menneskelige iPSC'er for nano- (40 nm) og mikro- (200 nm) polystyrengenstande og undersøgte virkningerne. Og til sidst, forskerne brugte HiPathia metode - en model, der tillader estimering af, hvordan ændringer i ekspressionen af ​​gener påvirker signalkredsløb og deraf følgende cellefunktionelle beslutninger - for at sætte dem i stand til at opdage eventuelle sygdomsmekanismer og forudsige relevante kliniske resultater.

De samlede data fra disse analyser viste, at NP'er ændrer gener, der er forbundet med øjenudvikling, hjertemisdannelser og iskæmi.

"Taget sammen, resultater opnået med vores embryo- og stamcellebaserede platform og polystyren-NP'er viser klart, at en forståelse af bio-NP-interaktioner og konsekvenserne for menneskers sundhed er, mere end nogensinde, af yderste vigtighed, især i denne tid med øget miljømæssig plastikforurening og tilstedeværelsen af ​​mikroskopiske plastikpartikler i luften, jord, mad, drikkevarer, og postevand, " Dr. Stojkovic sagde. "Vi mener også, at undersøgelsesresultaterne gør en kraftig opfordring til en hurtig handling fra videnskabelige og politiske myndigheder for at skabe reguleringsforanstaltninger, der kan mindske NP'ers indvirkning, især i betragtning af, at vores platform dechifrerer forbindelserne mellem miljømæssige og intracellulære forurening, og oprindelsen af ​​skadelige sygdomme."

"Denne fremragende rapport giver et ædruende kig på virkningerne af plastiske nanopartikler på menneskelige stamceller. Det har været kendt, at disse partikler er problematiske, men dette er den første rapport, mig bekendt, at give mekanistisk, detaljerede data om, hvordan polystyren nanoplastik påvirker menneskelige iPSC'er og embryonale celler, "sagde Jan Nolta, Chefredaktør for Stamceller . "Denne platform vil være meget nyttig for fremtidige undersøgelser, der evaluerer de negative virkninger af forskellige typer plastik nanopartikelforurenende stoffer."