microplásticos
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| Las partículas microplásticas (amarillas) son absorbidas por las células M (magenta) en un modelo de laboratorio del revestimiento intestinal humano. Los contornos verdes indican membranas intactas para las células epiteliales, que cubren y protegen el interior de los intestinos. Los núcleos celulares se muestran en azul. Imagen: Ying Chen |
Los plásticos se encuentran entre los materiales fabricados por el hombre más ubicuos: los usamos, construimos con ellos, jugamos con ellos, enviamos productos en ellos y luego los arrojamos a la corriente de desechos. En última instancia, pueden descomponerse en partículas diminutas que ingresan a nuestro suministro de alimentos y terminamos comiéndolas
12 junio 2023.- Estas partículas pueden variar desde aproximadamente el tamaño del polen (microplásticos) hasta una fracción del tamaño de un virus (nanoplásticos), y han penetrado en los suministros de agua, los lechos de suelos agrícolas y las cadenas alimentarias naturales y domésticas.
El conocimiento de los efectos de la ingestión de microplásticos y nanoplásticos se ha visto limitado por su naturaleza ubicua, lo que dificulta encontrar poblaciones de individuos no afectados que actúen como grupos de control, y la falta de modelos de laboratorio relevantes para estudiar los efectos de las partículas en las células.
En un estudio publicado en Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine , los investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tufts encontraron posibles efectos inflamatorios de las partículas de plástico utilizando organoides intestinales humanos: pequeños paquetes de tejido hechos de una mezcla de células humanas obtenidas de biopsias que imitan el complejidad de un ambiente intestinal real.
En particular, los investigadores encontraron que concentraciones más altas de partículas de plástico desencadenaron la secreción de moléculas inflamatorias relacionadas con la enfermedad inflamatoria intestinal humana (EII).
Estudios clínicos anteriores han encontrado plásticos acumulados en diferentes tejidos de organismos vivos, incluido el tracto digestivo, la sangre, el hígado, el páncreas, el corazón e incluso el cerebro. El primer punto de entrada más probable es a través del intestino. Los estudios en ratas y otros animales han encontrado que, si bien los microplásticos y los nanoplásticos pueden acumularse en el intestino y otros tejidos, existen resultados contradictorios sobre los efectos tóxicos o la inflamación, que pueden depender del tamaño de las partículas, la duración de la exposición y las condiciones preexistentes.
Sigue existiendo controversia sobre si hay algún efecto toxicológico en los humanos, ya que los resultados de los estudios en animales no siempre se corresponden con los resultados en humanos.
Sabemos que las partículas de plástico están en todas partes en el medio ambiente y se han encontrado en los intestinos humanos y otros tejidos, como la sangre, e incluso en el cerebro y la placenta. El uso de organoides permite estudiar en detalle los mecanismos de absorción y las posibles vías de la enfermedad de una manera que podría ayudar a los científicos a dar sentido a los resultados variables en la literatura hasta ahora y tener un modelo de tejido más directo para los efectos potenciales de partículas de plástico en humanos.
Para crear un modelo intestinal fisiológicamente relevante, Chen y su equipo comenzaron con células madre derivadas de organoides y las persuadieron para que se diferenciaran en las diversas células que se encuentran en la pared intestinal nativa, con el objetivo de obtener una proporción de células similar a la del intestino pero cultivadas en un capa plana Las células tienen funciones diferentes e importantes que incluyen la absorción, la secreción de moco, la producción de hormonas y las respuestas inflamatorias y otras respuestas inmunitarias.
Es un avance significativo con respecto a los modelos celulares más simples que a menudo incluían solo uno o unos pocos tipos de células, algunos de los cuales se derivaron de células cancerosas que podrían no demostrar respuestas naturales.
Los científicos pudieron cambiar la mezcla de células en la capa de organoide similar a un intestino para ver cómo afectaba la respuesta a las partículas de plástico, que se modificaron especialmente para brillar con fluorescencia para facilitar el seguimiento.
Observaron que diferentes células absorben diferentes tamaños de partículas. Las células epiteliales que normalmente recubren el interior del intestino absorberían las nanopartículas más diminutas, mientras que las células microplásticas o "M" absorberían y transportarían micropartículas más grandes al tejido intestinal. Los investigadores también encontraron que el daño causado por las partículas de plástico en el revestimiento intestinal modelo ocurría solo cuando las células M estaban presentes y en concentraciones más altas de partículas. El daño a la capa celular puede implicar el potencial para generar lesiones intestinales.
En particular, los investigadores también observaron que concentraciones más altas de nanopartículas de plástico activaron la capa de organoide para liberar citocinas inflamatorias, moléculas que son parte de la respuesta inmunitaria normal, pero que pueden estar relacionadas con enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) cuando se desequilibran.
Este efecto también dependía de la presencia de células M, lo que sugiere que esas células juegan un papel fundamental en la mediación del daño potencial al intestino por micropartículas plásticas. Se deberá realizar más investigación para aclarar el impacto de la concentración, la química y las características de la superficie de las partículas de plástico en las funciones de las células M, dijeron los autores del estudio.
Los resultados de este estudio sugieren que el uso de organoides de células humanas podría ser un medio eficaz para comprender mejor la toxicidad potencial de los microplásticos y nanoplásticos, y las partículas ambientales en general. Dado que estas pequeñas partículas también pueden ser sumideros o portadores de productos químicos y otros contaminantes en el medio ambiente, esto amplifica el impacto potencial de los futuros estudios.
Más información: Ying Chen et al, Biological effects of polystyrene micro- and nano-plastics on human intestinal organoid-derived epithelial tissue models without and with M cells, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine (2023). DOI: 10.1016/j.nano.2023.102680
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