Микропластик образует биопокрытия и проникает в живые клетки

Микропластик начинает появляться повсюду, от  Эвереста до морского льда в Антарктике, органов и тканей человеческого тела. Ежегодно в мировой океан попадает около восьми миллионов тонн пластикового мусора. Чтобы лучше понять, как эти крошечные фрагменты пластика поглощаются организмами в водной среде, ученые провели исследование, которое показывает, что покрытие из биомолекул может действовать как «троянский конь», проникая в живые клетки.

Исследователи начинают проливать свет на то, насколько широко распространено микропластическое загрязнение и как оно может влиять на живые организмы. Эти крошечные кусочки пластика имеют размер менее 5 мм, поэтому их очень трудно отследить в окружающей среде, хотя недавние исследования обнаружили их у морских черепах, морского окуня и ракообразных.

Команда ученых из Университета Байройта в Германии задумала исследовать, как микропластики могут проникать в живые организмы через пребывание некоторое время в морской среде, куда попадает огромная часть пластиковых отходов. Команда работала с микропластиками размером около трех микрометров, которые, по их словам, похожи на те, которые часто встречаются в окружающей среде, и провела несколько экспериментов для изучения их поведения.

Некоторые частицы помещали в пресную воду из искусственного пруда, а другие помещали в соленую воду из аквариума. В течение двух недель обе группы микропластических частиц образовали покрытия, состоящие из биомолекул.

«Спектроскопические исследования показывают, что эти биомолекулы представляют собой углеводы, аминокислоты, нуклеиновые кислоты и белки», — объясняет первый автор исследования Аня Рамспергер. «Мы говорим об «экологической короне», которая образуется на микропластических частицах в естественной среде».

Далее ученые хотели выяснить, усвоили ли живые клетки эти покрытые оболочкой частицы или они просто прилипли к внешней стороне клеток. Они сделали это, окрашивая ключевые компоненты клеток, называемые актиновыми филаментами, а затем изучая их под микроскопом, где интернализованные частицы действительно проявлялись как темные дыры.

«Флуоресцентная маркировка актиновых нитей позволила нам точно увидеть, какие частицы были интернализованы клетками», — говорят исследователи. «Основываясь на спектроскопических методах, мы подтвердили, что эти частицы действительно были микропластиками, а точнее: частицами полистирола, а не случайными примесями».

В рамках экспериментов команда использовала контрольную группу микропластических частиц, которые вместо этого инкубировали в сверхчистой воде, которая не покрывала биомолекулы. Эти частицы иногда поглощались живыми клетками, но гораздо реже, чем частицы, инкубированные в нечистой воде.

«Наше исследование подтверждает предположение о том, что микропластик, который подвергался воздействию окружающей среды и, следовательно, покрыт биомолекулами, — не только проходит через пищеварительный тракт при попадании в организм с пищей, но также может проникать в ткани», — говорит доктор Кристиан Лафорш.

«Покрытие биомолекул может действовать как своего рода троянский конь, который позволяет пластмассам проникать в живые клетки. Точные повреждения, которые частицы могут нанести, еще недостаточно исследованы. Также все еще в значительной степени неясно, какие из свойств микропластика фактически несут ответственность за любые негативные эффекты».

В этом заключается «большое неизвестное» в отношении загрязнения пластиком. Хотя специалисты начали изучать его воздействие на различные живые организмы, влияние на здоровье человека еще предстоит должным образом изучить.

Всемирная организация здравоохранения запустила обзор состояния здоровья в 2018 году после обнаружения пластиковых частиц в 93 процентах бутилированной воды, а другие исследовательские группы смещают свое внимание на последствия для здоровья от пластикового загрязнения, поэтому эта область научных исследований становится все более активной.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.