Plastföroreningar är ett världsomspännande miljöproblem som förvärras när material bryts ned till mindre partiklar som mikroplast och nanoplast, den senare kan tränga in i en organisms celler.

En forskargrupp från UAB Department of Cell Biology, Fysiologi och immunologi, universitetet i Aveiro och Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Portugal, observerade hur vissa av dessa nanoplaster, trots att de finns i låga koncentrationer, orsakade skador på DNA och cellmembran, och producera oxidativ stress i Mytilus galloprovincialis musslan, den vanligaste medelhavsmusslan som konsumeras av människor.

Forskare avslöjade musslorna, som härstammar från den portugisiska kusten, till närvaron av polystyrennanoplaster under fyra dagar i koncentrationer från 0,005 milligram per liter upp till 50 milligram per liter. De upptäckte variationer i uttrycket av flera gener i gälarna och matsmältningskörtlarna. En koncentration på 0,05 mg per liter (mg/L) var tillräcklig för att förändringar skulle kunna observeras i uttrycket av dessa gener. Denna koncentration modifierar aktiviteten hos kattgenen (cathepsin), relaterat till immunförsvarets korrekta funktion i musslans gälar. Med 0,5 mg/L nanoplast, cyp11-genen – relaterad till biotransformationen av kemiska ämnen för att organismen ska fungera korrekt – uttrycktes också i överskott i gälarna. Och med 5 mg/L, uttrycket av både cyp32-genen, relaterat till biotransformation, och lysgenen, relaterat till immunförsvaret, drabbades. Högre koncentrationer (50 mg/L) modifierade uttrycket av hsp70-genen, relaterat till cellvävnadsreparation, i matsmältningskörtlarna hos musslor.

Forskare kunde också observera hur nanoplaster kan öka de toxiska effekterna av andra föroreningar. Bland de vanligaste föroreningarna som absorberas av nanoplaster är karbamazepin, ett läkemedel som behandlar anfallssjukdomar. Tillsats av små koncentrationer (6,3 mikrogram per liter) av detta läkemedel i närvaro av nanoplast skapade en ökning av absorptionen jämfört med läkemedlet i sig. Kombinationen av karbamazepin med endast 0,05 mg/L nanoplast modifierade uttrycket av tumörsuppressor p53, relaterat till reparation av DNA-skador, förutom uttrycket av generna cyp32, hsp70 och lys.

Forskare observerade också de fysiologiska effekterna av nanoplaster som började med endast 0,005 mg/L. På denna nivå av koncentration, nanoplasterna orsakade förändringar i aktiviteten hos gälens alanintransaminas (ALT), medan det med 0,05 mg/L kunde ses skada i hemolymfens DNA ("blodet" från blötdjur), i cellmembran, och förändringar i de biokemiska indikatorerna relaterade till oxidativ stress både i gälar och i matsmältningskörtlarna.

"Alla dessa effekter orsakade av nanoplast sker i låga koncentrationer, och det är därför viktigt att studera effekterna av dessa nya föroreningar vid högre koncentrationer, säger Irene Brandts, första författare till forskningen, som är resultatet av hennes doktorsexamen. avhandling vid UAB Institutionen för cellbiologi, Fysiologi och immunologi.

Mariana Teles, UAB-forskare ansvarig för studien och även forskare vid University of Aveiro och CIIMAR, betonar vikten av denna typ av skador hos djur, med tanke på att "i motsats till den omedelbara effekten av konventionell plast, som till exempel kan döda en sköldpadda om den förtäras, nanoplast har en sub-dödlig effekt, med mer långsiktiga konsekvenser."

När det gäller de möjliga effekterna på konsumtion av musslor, den vanligaste skaldjuren som konsumeras i Spanien, "forskningen innehåller inga konsekvenser för människors hälsa, eftersom det inte finns några bevis för att de molekylära svar som observeras i dessa organismer kan övergå till människor när de konsumeras, " förklarar UAB-professorn Lluís Tort, medförfattare till studien.