Uno studio pubblicato su Nature Communications getta nuova luce sugli effetti nocivi delle nanoplastiche (NP) sull’ambiente intestinale dei mammiferi, svelando i meccanismi molecolari attraverso cui questi frammenti microscopici di plastica compromettono la salute dell’intestino. I risultati della ricerca, condotta da Wei-Hsuan Hsu e colleghi, suggeriscono un’interazione complessa tra nanoplastiche, microbiota intestinale e cellule ospiti, con potenziali implicazioni per la salute umana. Le nanoplastiche sono particelle di plastica con diametro inferiore a 1.000 nanometri, derivanti dalla degradazione di macro e microplastiche. A causa delle loro dimensioni ridotte, possono penetrare nei tessuti biologici, accumularsi negli organi e interferire con funzioni cellulari e molecolari.
Metodologia dello studio
Utilizzando un modello murino, i ricercatori hanno somministrato nanoplastiche di polistirene (PS-NP) per via orale per 12 settimane. Hanno poi analizzato l’effetto sul microbiota intestinale e sulla barriera intestinale mediante sequenziamento RNA, analisi trascrittomiche, immunoistochimica e microscopia a fluorescenza.
Principali scoperte
- Accumulo intestinale e alterazione della barriera epiteliale
Le NP si accumulano nel colon, nel tenue, nel fegato, restando presenti fino a 48 ore. Questo provoca una diminuzione dell’espressione delle proteine ZO-1 e MUC-13, essenziali per la coesione delle giunzioni strette tra le cellule epiteliali e per la secrezione mucosa. - ZO-1 (zonula occludens-1) è una proteina chiave per la tenuta della barriera intestinale, mentre MUC-13 è una mucina che contribuisce alla protezione della mucosa intestinale.
- Ruolo dei microRNA (miRNA). Lo studio ha evidenziato che le NP alterano l’espressione di microRNA intestinali come miR-501-3p e miR-700-5p, i quali sopprimono direttamente l’espressione della ZO-1. Questi miRNA sono veicolati da vescicole extracellulari (EV) prodotte da cellule epiteliali e caliciformi (goblet cells).
- Disbiosi del microbiota. Le NP causano uno sbilanciamento del microbiota, con una significativa crescita della famiglia Ruminococcaceae e una diminuzione dei Lactobacilli. Anche i batteri della famiglia Lachnospiraceae, principali “consumatori” di NP, rilasciano EV capaci di inibire l’espressione di MUC-13, aggravando la disfunzione della barriera intestinale.
Meccanismi indiretti e comunicazione tramite EV
La ricerca sottolinea che non è tanto la tossicità diretta delle NP a influenzare la composizione batterica, quanto piuttosto l’effetto mediato dai cambiamenti cellulari nell’ospite. Le vescicole extracellulari provenienti da cellule intestinali trattate con NP favoriscono la crescita dei Ruminococcaceae, batteri associati a disturbi gastrointestinali e patologie neurologiche come l’autismo.
Implicazioni per la salute umana
Anche se condotto nei topi, lo studio suggerisce che l’esposizione umana prolungata a nanoplastiche — ad esempio tramite alimenti contaminati — potrebbe:
- Indebolire la barriera intestinale;
- Indurre disbiosi del microbiota;
- Favorire lo sviluppo di infiammazioni intestinali e disturbi sistemici.
Questo studio è uno dei più completi a illustrare il meccanismo molecolare attraverso cui le nanoplastiche alterano l’integrità dell’intestino, coinvolgendo miRNA, vescicole extracellulari e modificazioni del microbiota. Le sue scoperte offrono strumenti preziosi per valutare i rischi ambientali legati ai residui plastici e pongono le basi per futuri studi in ambito clinico e regolatorio.
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