Ang mga microplastics na may "korona" ng mga whey protein ay nakakagambala sa gawain ng mga neuron at microglia

Ipinakita ng mga siyentipiko mula sa DGIST (South Korea) na kapag ang microplastics ay pumasok sa mga biological na kapaligiran (halimbawa, dugo), sila ay mabilis na nagiging "tinutubuan" ng mga protina, na bumubuo ng tinatawag na protina na corona. Sa eksperimento, ang mga naturang "nakoronahan" na mga particle ay nagdulot ng makabuluhang pagbabagong-tatag ng proteome sa mga neuron at microglia: synthesis ng protina, pagproseso ng RNA, metabolismo ng lipid, at transportasyon sa pagitan ng nucleus at cytoplasm na naranasan; Ang mga nagpapaalab na signal ay sabay-sabay na isinaaktibo. Konklusyon: ang mga microplastics na nauugnay sa mga protina ay maaaring mas biologically mapanganib kaysa sa "hubad" na mga particle. Ang artikulo ay nai-publish sa Environmental Science & Technology.

Background ng pag-aaral

• Ang mga micro- at nanoplastics (MNPs) ay matatagpuan na sa mga tisyu ng tao, kabilang ang utak. Noong 2024-2025, kinumpirma ng mga independyenteng grupo ang pagkakaroon ng mga MNP sa atay, bato, at utak ng mga namatay na tao, at nagpakita ng pagtaas ng konsentrasyon sa paglipas ng panahon. Ang isang hiwalay na pag-aaral ay natagpuan ang microplastics sa olfactory bulb, na nagpapahiwatig ng isang "bypass" ng ilong sa CNS.
• Paano Pumapasok ang Mga Particle sa Utak. Bilang karagdagan sa olfactory tract, maraming mga pag-aaral at pagsusuri ng hayop ang nagpapahiwatig ng posibilidad ng micro-nanoplastics na tumawid sa blood-brain barrier (BBB) na may kasunod na neuroinflammation at dysfunction ng nervous tissue.
• Tinutukoy ng "protein corona" ang biological identity ng mga particle. Sa mga biyolohikal na kapaligiran, ang mga ibabaw ng nanoparticle ay mabilis na natatakpan ng mga adsorbed na protina (protein corona), at ito ang corona na tumutukoy kung aling mga receptor ang "nakikilala" ang particle, kung paano ito ipinamamahagi sa mga organo, at kung gaano ito nakakalason. Ito ay mahusay na inilarawan sa nanotoxicology at lalong inililipat sa micro-/nanoplastics.
• Ano ang nalalaman tungkol sa neurotoxicity sa ngayon. Ang mga eksperimento at pagsusuri sa vivo ay nag-ugnay sa pagkakalantad sa MNP sa tumaas na BBB permeability, microglial activation, oxidative stress, at cognitive impairment; gayunpaman, ang mekanistikong data sa antas ng proteome partikular sa mga neuron ng tao at microglia ay limitado.
• Anong uri ng "butas" ang pinupuno ng bagong papel mula sa Environmental Science & Technology? Ang mga may-akda ay sistematikong inihambing ang mga epekto ng microplastics na "nakoronahan" na may mga serum na protina kumpara sa "hubad" na mga particle sa proteome ng mga neuron at microglia sa unang pagkakataon, na nagpapakita na ito ay ang corona na nagpapalaki ng hindi kanais-nais na mga pagbabago sa mga pangunahing proseso ng cellular. Dinadala nito ang problema sa kapaligiran ng MNP sa mga partikular na mekanismo ng molekular ng panganib para sa utak.
• Bakit ito mahalaga para sa pagtatasa ng panganib? Ang mga pagsusuri sa laboratoryo ng plastic toxicity nang hindi isinasaalang-alang ang corona ay maaaring maliitin ang panganib; mas tama na imodelo ang epekto ng mga particle sa pagkakaroon ng mga protina (dugo, cerebrospinal fluid), na inirerekomenda na ng mga review paper.

Ano nga ba ang ginawa nila?

• Sa laboratoryo, ang microplastics ay incubated sa mouse serum upang bumuo ng isang protina "korona" sa ibabaw ng mga particle, pagkatapos ay ang mga particle ay nakalantad sa mga selula ng utak: kultura neurons (mouse) at microglia (human line). Pagkatapos ng pagkakalantad, ang proteome ng mga cell ay napagmasdan gamit ang mass spectrometry.
• Para sa paghahambing, ang epekto ng "hubad" na microplastic (walang korona) ay nasuri din. Ginawa nitong posible na matukoy kung anong proporsyon ng nakakalason na signal ang dinadala ng shell ng protina sa particle.

Mga Pangunahing Resulta

• Binabago ng protina na corona ang "pagkatao" ng plastik. Tulad ng inaasahan ng mga batas ng nanotoxicology, ang mga microparticle ay nag-adsorb ng isang heterogenous na layer ng mga protina sa suwero. Ang ganitong mga complex ay nagdulot ng mas malinaw na mga pagbabago sa pagpapahayag ng protina sa mga selula ng utak kaysa sa mga "hubad" na mga particle.
• Pagpindot sa mga pangunahing proseso ng cell. Sa pamamagitan ng "nakoronahan" na mga microplastics, ang mga bahagi ng pagsasalin ng RNA at pagproseso ng makinarya ay nabawasan, ang mga landas ng metabolismo ng lipid ay inilipat, at ang nucleocytoplasmic na transportasyon ay nagambala - iyon ay, ang "pangunahing" mga pag-andar ng kaligtasan at plasticity ng nerve cell ay nagdusa.
• Paglipat sa pamamaga at pagkilala. Inilarawan ng mga may-akda ang pag-activate ng mga programang nagpapasiklab at mga landas sa pagkilala ng cellular particle, na maaaring mag-ambag sa akumulasyon ng microplastics sa utak at talamak na pangangati ng mga immune cell ng utak.

Bakit ito mahalaga?

• Sa totoong buhay, ang micro- at nanoplastics ay halos hindi kailanman "hubad": ang mga ito ay agad na natatakpan ng mga protina, lipid, at iba pang mga molekula sa kapaligiran-isang corona na tumutukoy kung paano nakikipag-ugnayan ang particle sa mga cell, kung ito ay pumasa sa hadlang ng dugo-utak, at kung aling mga receptor ang "nakikita" ito. Direktang ipinapakita ng bagong gawain na ito ang corona na maaaring mapahusay ang potensyal na neurotoxic.
• Ang konteksto ay nagdaragdag sa alarma: ang mga independiyenteng pag-aaral ay nakakita ng microplastics sa olpaktoryo ng bombilya ng tao at kahit na tumaas ang mga antas sa utak ng mga namatay na tao; Tinatalakay ng mga review ang mga daanan ng pagtagos ng BBB, oxidative stress at neuroinflammation.

Paano ito maihahambing sa nakaraang data?

• Matagal nang inilarawan para sa mga nanopartikel na ang komposisyon ng corona ay nagdidikta ng "biological na pagkakakilanlan" at nakuha ng mga macrophage/microglia; isang katulad na hanay ng data ang kinokolekta para sa microplastics, kabilang ang mga gawa sa epekto ng corona mula sa gastrointestinal tract/serum sa cellular capture. Ang bagong artikulo ay isa sa mga unang detalyadong pagsusuri ng proteomic partikular sa mga selula ng utak.

Mga paghihigpit

• Ito ay isang in vitro cell model: ipinapakita nito ang mga mekanismo, ngunit hindi direktang sinasagot ang mga tanong tungkol sa dosis, tagal at reversibility ng mga epekto sa katawan.
• Ang mga partikular na uri ng mga particle at protina corona ay ginamit; sa isang tunay na kapaligiran, ang komposisyon ng corona ay nagbabago (dugo, cerebrospinal fluid, respiratory mucus, atbp.), At kasama nito, ang mga biological effect. Ang mga modelo ng hayop at biomonitoring sa mga tao ay kailangan.

Ano ang maaaring ibig sabihin nito para sa pagtatasa ng panganib at patakaran

• Ang mga plastic toxicity test system ay dapat na may kasamang yugto ng "corona" sa mga nauugnay na biofluids (dugo, cerebrospinal fluid), kung hindi, minamaliit natin ang panganib.
• Para sa mga regulator at industriya, ito ay isang argumento upang bawasan ang microplastic emissions, pabilisin ang pagbuo ng mga materyales na may mas mababang affinity para sa mga corona corona, at mamuhunan sa pagsubaybay sa mga plastik sa pagkain, hangin, at tubig. Ang mga pagsusuri ay nagbibigay-diin na ang standardisasyon ng mga sukat at corona accounting ay agarang priyoridad.

Ano ang dapat gawin ng mambabasa ngayon

• Bawasan ang pakikipag-ugnay sa mga pinagmumulan ng microplastics: piliin ang na-filter na tubig sa gripo kaysa sa de-boteng tubig, iwasang magpainit ng pagkain sa plastic kung maaari, maghugas ng mga synthetic sa mababang cycle/may mga microfiber na filter. (Ang mga tip na ito ay hindi kinuha mula sa artikulo, ngunit naaayon sa kasalukuyang mga pagsusuri sa panganib.)

Pinagmulan: Ashim J. et al. Ang Protein Microplastic Coronation Complex ay Nagti-trigger ng Mga Pagbabago ng Proteome sa Mga Neuronal at Glial Cell na Nagmula sa Utak. Agham at Teknolohiyang Pangkapaligiran.https://doi.org/10.1021/acs.est.5c04146