Plastföroreningar är en kritisk miljöfråga som världen står inför idag, ändå är effekten av all mikroplast (MP) och nanoplast (NP) som har sipprat in i mat- och dryckesförsörjningen på människors hälsa en "undervärderad forskningsväg, " enligt teamet bakom en avslöjande ny studie som släpptes idag i Stamceller . Denna studie beskriver den nya plattformen forskare utformade som gjorde det möjligt för dem att undersöka de potentiellt skadliga effekterna av parlamentsledamöter och NP. Resultaten visar inte bara hur dessa partiklar kan påverka ett utvecklande spädbarns hälsa, men kan också öppna nya sätt att studera denna vanliga typ av förorening och dess bidrag till uppkomsten av olika sjukdomar.

Från 1950 till nu, plastproduktionen har ökat nästan 200 gånger till nuvarande 350 miljoner ton, enligt en studie som publicerades i juni förra året Vetenskapen om den totala miljön . Från och med 2018, cirka 6,9 miljarder ton hade blivit avfall, med 79 procent av det ackumulerat i den naturliga miljön.

"Om vi ​​antar att endast 15 procent av deras totala kaloriintag kommer från plastförpackade näringsämnen, det beräknades att en genomsnittlig person konsumerar upp till 121, 000 MP-partiklar per år, medan människor som dricker vatten på flaska konsumerar ytterligare 90, 000 MP. Och dessa siffror tar inte hänsyn till partiklar som kommer in i våra kroppar genom yrkesmässig exponering (som konstruktion, båtliv eller bad- och duschindustrin) och andra medel. Så du kan se att detta antal har potential att öka avsevärt, sa Miodrag Stojkovic, Ph.D., DVM. Dr. Stojkovic är motsvarande författare till den internationella studien, ledd av forskare från Medical Fertility Hospital, Leskovac, Serbien, och medicinska fakulteten, Universitetet i Kragujevac, Serbien, och är för närvarande ansluten till Massachusetts Eye and Ear, Harvard Medical School i Boston.

Få studier har undersökt de potentiellt skadliga effekterna av MP/NP på tidig mänsklig utveckling och hälsa. För att ytterligare komplicera saker, uppsjö av plasttyper, partikelstorlekar och avsaknaden av en tillförlitlig modell gör att studera effekterna av ökande plastföroreningar i miljön på människors hälsa till en verklig utmaning.

"Om man lägger till det, " Dr Stojkovic sa, "ingen tydlig definition eller reglering av MP/NP finns på internationell basis."

Allt detta ledde till att Dr Stojkovic och hans kollegor utvecklade en ny plattform som skulle göra det möjligt för dem, för första gången, att uppskatta genförändringar och signalvägar som kan förändras som svar på exponeringen av mänskliga embryon före implantation och mänskliga inducerade pluripotenta stamceller (iPSC) för plastpartiklar. De fokuserade sitt arbete på nanopartiklar som utgjutits av en av de vanligaste typerna av plast som används i mat- och dryckesförpackningar - polystyren.

Att börja, de analyserade mänskligt iPSC-tillväxtmedium som var ständigt exponerat för plast (förvaringsflaskor, maträtter, pipetter och tips, laboratorieluft och laboratorierockar) med pyrolys-gaskromatografi/masspektrometri (PyGC/MS). PyGC/MS-analysen uteslöt den ytterligare närvaron av någon känd polymer. Nästa, de exponerade upptinade tidiga mänskliga expanderade blastocyster och mänskliga iPSCs för nano- (40 nm) och mikro- (200 nm) polystyrenföremål och undersökte effekterna. Och till sist, forskarna använde HiPathia metod – en modell som tillåter uppskattning av hur förändringar i uttrycket av gener påverkar signalkretsar och därav följande cellfunktionella beslut – för att göra det möjligt för dem att upptäcka alla sjukdomsmekanismer och förutsäga relevanta kliniska resultat.

De samlade data från dessa analyser visade att NP:er förändrar gener som är kopplade till ögonutveckling, hjärtmissbildningar och ischemi.

"Tagen tillsammans, resultat erhållna med vår embryo- och stamcellsbaserade plattform och polystyren-NP:er visar tydligt att en förståelse för bio-NP-interaktioner och konsekvenserna för människors hälsa är, mer än någonsin, av yttersta vikt, speciellt i denna tid av ökad miljöförorening av plast och närvaron av mikroskopiska plastpartiklar i luften, jord, mat, drycker, och kranvatten, " Dr. Stojkovic sa. "Vi tror också att studiens resultat ger ett starkt krav på ett brådskande agerande från vetenskapliga och politiska myndigheter för att skapa reglerande åtgärder som kan minska NPs påverkan, speciellt med tanke på att vår plattform dechiffrerar kopplingarna mellan miljöföroreningar och intracellulära föroreningar, och ursprunget till skadliga sjukdomar."

"Denna enastående rapport ger en nykter titt på effekterna av plast nanopartiklar på mänskliga stamceller. Det har varit känt att dessa partiklar är problematiska, men detta är den första rapporten, såvitt jag vet, att tillhandahålla mekanistisk, detaljerade data om hur polystyrennanoplaster påverkar mänskliga iPSCs och embryonala celler, sa Jan Nolta, Chefredaktör för Stamceller . "Denna plattform kommer att vara mycket användbar för framtida studier som utvärderar de negativa effekterna av olika typer av nanopartiklar av plast."