O nouă metodă dezvăluie distribuția tridimensională a nanoplasticelor în creierul șoarecilor neonatali
Nanoplasticii, particule de plastic mai mici de un micrometru, sunt generați prin degradarea și abraziunea produselor din plastic și sunt din ce în ce mai des detectați în alimente, apă potabilă, aer și țesuturi biologice.
Deși prezența particulelor de plastic în animale și oameni este bine cunoscută, determinarea modului în care nanoplasticii sunt distribuiți în organe complexe, precum creierul, rămâne o provocare. O echipă de cercetători de la Institutul Național pentru Studii de Mediu (NIES), Universitatea din Osaka și Universitatea Waseda a dezvoltat un flux de lucru pentru a vizualiza distribuția tridimensională a nanoplasticelor în creierul șoarecilor neonatali, fără a necesita secționarea țesuturilor.
Cercetătorii s-au concentrat asupra perioadei neonatale, caracterizată printr-o creștere rapidă a creierului și sisteme biologice de barieră imature. Abordările convenționale se bazează de obicei pe secțiuni de țesut, permițând doar observații bidimensionale și îngreunând captarea modelelor de distribuție la nivelul întregului creier sau compararea intensităților semnalului între diferite regiuni ale creierului. Pentru a depăși aceste limitări, echipa a combinat o tehnică de curățare a țesuturilor cu microscopie de fluorescență cu fascicul de lumină, permițând imagistica tridimensională a creierului.
Nanoplasticii marcați fluorescent au fost administrați pe cale orală șoarecilor neonatali, iar țesuturile, inclusiv creierul, au fost colectate după 24 de ore pentru imagistică. Analizele au arătat o dependență clară de dimensiunea particulelor în biodistribuție, acumularea mai mare fiind observată pentru nanoplasticii cu un diametru de 50 nm, comparativ cu cei care depășesc 500 nm, în mai multe organe, inclusiv intestin, rinichi și creier. Semnalele de la particulele de 500 nm au fost slabe în toate organele examinate. Această cercetare se concentrează pe dezvoltarea metodologică și pe capacitățile de vizualizare și nu evaluează direct nivelurile de expunere relevante din punct de vedere ecologic sau riscurile potențiale pentru sănătate.
Pentru a permite analize detaliate ale distribuțiilor de nanoplastice, cercetătorii au aplicat o tehnică de curățare a țesuturilor (SeeDB2G) pe creierele șoarecilor neonatali. Această abordare a făcut ca creierul să devină optic transparent, permițând imagistica fluorescenței în regiunile adânci ale creierului fără secționare fizică. Imaginile ulterioare obținute prin microscopie de fluorescență cu fascicul de lumină au permis vizualizarea tridimensională a distribuției nanoplasticelor în întreaga structură a creierului.
Imaginile tridimensionale ale întregului creier au arătat că nanoplasticii de 50 nm erau distribuiți pe scară largă în creierul neonatal. Analiza cantitativă a demonstrat semnale de fluorescență relativ mai mari în talamus și trunchiul cerebral, comparativ cu alte regiuni, cum ar fi cortexul cerebral și cerebelul. Aceste regiuni sunt situate aproape de sistemul ventricular, sugerând o posibilă asociere cu circulația lichidului cefalorahidian sau caracteristicile de dezvoltare ale sistemelor de barieră în dezvoltarea timpurie. Este important de menționat că acest studiu se bazează pe comparații relative ale intensității fluorescenței și nu cuantifică direct cantitatea absolută de nanoplastic sau nu identifică căile specifice de invazie. Semnalele crescute observate în talamus și trunchiul cerebral ar putea reflecta procesele de intrare a particulelor sau dinamica circulației și eliminării, iar analizele detaliate suplimentare sunt necesare pentru a clarifica aceste mecanisme.
Având în vedere că detectarea bazată pe fluorescență poate fi influențată de scurgerile de colorant sau autofluorescența țesutului, cercetătorii au efectuat o analiză de imagistică hiperspectrală pentru a valida semnalele. Semnalele de fluorescență detectate atât în celule, cât și în țesuturile intestinale au prezentat caracteristici spectrale consistente cu cele ale nanoplasticelor din polistiren, confirmând că acestea erau derivate din particule și nu proveneau din colorant liber sau autofluorescența țesutului. Confirmarea prin multiple abordări analitice independente susține fiabilitatea și robustețea modelelor de distribuție observate.
Acest studiu demonstrează că nanoplasticii pot acumula în creier și alte organe în timpul perioadei neonatale și că această distribuție poate fi vizualizată tridimensional la nivelul întregului creier. Metoda recent stabilită oferă o platformă analitică de bază pentru investigarea biodistribuției și localizării spațiale a nanoplasticelor. Studiul nu evaluează direct toxicitatea sau efectele asupra sănătății, nici nu reflectă nivelurile de expunere relevante din punct de vedere ecologic. Totuși, oferă un cadru solid pentru studiile viitoare ce vizează elucidarea căilor de invazie, dinamica circulației și modelele de distribuție specifice organelor ale nanoplasticelor.
Rezultatele sunt programate pentru publicare în Journal of Hazardous Materials Advances pe 29 iunie 2026, sub titlul „Whole-Tissue Distribution Analysis for Visualization of Nanoplastics in the Neonatal Mouse Brain.”
