Ricercatori dell’University College London (UCL), dell’Università di Birmingham e della Kingston University hanno sviluppato una tecnica di imaging basata sul laser che consente di mappare queste particelle microscopiche in profondità nei tessuti dei topi vivi, senza ricorrere alla chirurgia. Questo approccio offre un nuovo modo per studiare come le microplastiche si muovono nell’organismo e quali effetti a lungo termine possano avere sulla salute umana.

Il metodo, chiamato imaging fotoacustico, funziona inviando impulsi di luce laser nei tessuti biologici. Le microplastiche assorbono questa luce in base alla loro specifica “firma” ottica e, in risposta, generano minuscole onde sonore ad alta frequenza. Questi segnali vengono poi rilevati da sensori a ultrasuoni e ricostruiti in immagini dettagliate che mostrano dove si trovano le particelle all’interno del corpo.

Negli esperimenti, ai topi è stata somministrata una dose controllata di microplastiche – circa mezzo milligrammo per esperimento, quantità che secondo Stephen Patrick, docente di imaging medico alla UCL, “corrisponderebbe visivamente a un piccolo pizzico di sale molto fine”.

Grazie a questo approccio, Patrick e il suo team sono riusciti a seguire il movimento delle particelle nei tessuti viventi per mesi anziché giorni, una scala temporale più vicina a quella con cui le microplastiche si comportano nel corpo umano. Hanno potuto osservare dove si accumulano, quanto a lungo rimangono in determinati organi e se contribuiscono a malattie che colpiscono il cervello, i vasi sanguigni e altri sistemi.

“Il metodo si basa sui pigmenti presenti nelle microplastiche, tipicamente quelli aggiunti alla plastica di consumo per conferirle colore”, spiega Patrick.

Le microplastiche nere, grigie, verdi e blu sono le più facili da rilevare. Per questo motivo, i ricercatori hanno testato il metodo su plastica di uso comune, inclusi tappi di penne nere e tappi verdi di bottiglie, oggetti che possono rilasciare microplastiche quando vengono manipolati o avvitati ripetutamente. Come osserva Patrick: “Se si conoscesse la distribuzione tipica dei colori delle microplastiche presenti nel corpo, si potrebbe stimare con maggiore precisione la quantità totale a partire dalla frazione visibile”.

Al momento, la tecnica fornisce solo una stima per difetto della presenza totale di microplastiche. Finora ha rilevato polimeri comuni come il polipropilene, spesso presente nei contenitori per alimenti e nelle tazze da caffè, e il polietilene, utilizzato nei sacchetti di plastica monouso.

Cresce la preoccupazione per i possibili effetti delle microplastiche sulla salute. Sono già state rilevate nel sangue, negli organi e nei tessuti, e alcuni studi le hanno associate a tumori, malattie cardiovascolari e problemi riproduttivi.

Finora, però, è stato estremamente difficile studiarle all’interno di organismi viventi. I metodi esistenti si basano soprattutto su biopsie o analisi post-mortem, il che limita la possibilità di osservare il comportamento delle particelle nel tempo.

Inoltre, molte ricerche richiedono l’etichettatura chimica delle microplastiche, ma questo può alterarne le proprietà e produrre comportamenti non realistici. I metodi chimici possono anche confondere sostanze biologiche – come i grassi – con le microplastiche, soprattutto nei tessuti cerebrali, dove segnali simili possono interferire.

“Sebbene i grassi non producano un segnale fotoacustico alle lunghezze d’onda che stiamo utilizzando per rilevare le microplastiche, è necessario svolgere ulteriori studi per confermare che non vi siano pigmenti nel corpo in grado di generare segnali simili e quindi portare a interpretazioni errate”.

La nuova tecnica è stata finora validata per rilevare singole particelle di microplastica fino a circa 45 micrometri – più piccole dello spessore di un capello umano. “Al di sotto di questa soglia, la rilevazione non è ancora stata formalmente validata, anche se risultati preliminari non pubblicati suggeriscono che anche particelle più piccole, incluse le nanoplastiche, potrebbero essere rilevabili a concentrazioni simili a quelle già osservate nei tessuti biologici. Per concentrazioni ancora più basse, questo potrebbe rappresentare una sfida” afferma Patrick.

Inoltre, Patrick ritiene che il metodo possa essere ulteriormente migliorato. “Con alcuni accorgimenti e modi più sofisticati di raccogliere ed elaborare i segnali”, afferma, “le prestazioni potrebbero aumentare significativamente. Gli esperimenti iniziali hanno utilizzato una configurazione piuttosto semplice e una limitata elaborazione delle immagini, lasciando ampio margine di miglioramento”. 

In futuro, suggerisce, “studi clinici potrebbero confrontare le misurazioni fotoacustiche con metodi indipendenti, come analisi di tessuti o biopsie in pazienti già sottoposti a interventi chirurgici per altre ragioni mediche. Una validazione di questo tipo sarebbe necessaria prima di un possibile uso clinico della tecnica”.

Le ricerche future potrebbero concentrarsi su come le microplastiche si muovono nell’organismo, quanto a lungo vi rimangono e come vengono eliminate. Gli scienziati vogliono anche capire come questi processi dipendano da dimensione, forma e condizioni patologiche, e in che modo possano essere collegati a malattie come quelle vascolari e la cirrosi epatica.

Un’altra area di interesse riguarda le malattie neurodegenerative. I ricercatori stanno studiando se le microplastiche possano agire da siti di nucleazione per aggregati proteici come beta-amiloide e alfa-sinucleina, associati rispettivamente al morbo di Alzheimer e al morbo di Parkinson.

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Una ricerca condotta dall’Università di Agricoltura e Silvicoltura di Zhejiang, in Cina, ha offerto un contributo straordinario per illuminare una delle problematiche ambientali più insidiose del nostro tempo: la presenza di microplastiche negli esseri umani.

Attraverso una dettagliata indagine meta-analitica, lo studio non solo ha mappato la distribuzione delle micro e nanoplastiche (MNP) nei tessuti, ma ha anche evidenziato un nesso preoccupante tra queste particelle e una serie di condizioni patologiche.

Il problema delle microplastiche non e’ recente

Il problema delle microplastiche, tuttavia, non è recente.
Dal lontano periodo degli anni ’50, quando l’uso della plastica si limitava a 1,5 milioni di tonnellate metriche, il suo impiego è cresciuto in maniera vertiginosa, raggiungendo quasi 390,7 milioni di tonnellate nel 2021.
Questo incremento esponenziale – sinonimo di progresso tecnologico, ma anche di consumo sfrenato – ha generato una catena di conseguenze difficilmente arginabili: microplastiche accumulate nei suoli, nelle acque e lungo le catene alimentari, che si infiltrano poi nei tessuti umani.

I rischi prodotti dalle MNP

Eppure, mentre le evidenze aumentano, mancano ancora metodi standardizzati per rilevare e quantificare in modo sistematico queste particelle nei tessuti umani.
Questo vuoto – un inquietante silenzio nella ricerca scientifica – rende difficile comprendere appieno i rischi che le MNP rappresentano per la salute. Sono necessari dati affidabili per sviluppare strategie di mitigazione.

Lo studio, dal titolo “Mapping micro(nano)plastics in various organ systems: Their emerging links to human d siseases?”, pubblicato su TrAC Trends in Analytical Chemistry, si propone di colmare alcune di queste lacune.
Attraverso l’analisi di 61 articoli sulla presenza di MNP nei tessuti umani e 840 studi sui loro meccanismi tossicologici, i ricercatori hanno costruito una base di conoscenza inedita.
Per mappare i polimeri presenti nei diversi tessuti, sono state utilizzate tecniche avanzate – spettroscopia, microscopia e cromatografia/pirolisi-gas spettrometria di massa.
Questi strumenti hanno permesso di identificare con precisione le tipologie di polimeri.
Parallelamente, esperimenti su modelli cellulari e animali hanno esplorato lo stress ossidativo, le risposte infiammatorie e i percorsi di segnalazione coinvolti – rivelando una trama complessa di interazioni biologiche.

Fino a che punto siamo disposti a ignorare gli impatti del nostro stesso progresso?

La domanda che ne scaturisce non è solo scientifica, ma anche etica e ambientale: fino a che punto siamo disposti a ignorare gli impatti del nostro stesso progresso?
E ancora, quali misure urgenti devono essere adottate per mitigare un problema che tocca non solo la salute umana, ma anche l’equilibrio globale?
Le risposte richiedono un impegno condiviso, dalla ricerca alla politica, dai consumatori alle istituzioni.
Le microplastiche sono state rilevate nella pelle, nelle arterie, nelle vene, nei trombi, nel midollo osseo, nei testicoli, nel seme, nell’utero e nella placenta.
La loro presenza non si limita a un singolo sistema, ma si estende al sistema digestivo – dalla saliva alle feci, passando per il fegato e i calcoli biliari – e al sistema respiratorio, dove sono state trovate in ogni comparto, incluso il tessuto polmonare, con fibre microscopiche frequentemente presenti nel fluido di lavaggio broncoalveolare e nell’espettorato.

Abbondanza di particelle e specifici disturbi

I dati raccolti rivelano correlazioni significative tra l’abbondanza di particelle e specifici disturbi: la malattia infiammatoria intestinale, la trombosi, il cancro alla cervice uterina e i fibromi uterini.
Test tossicologici mostrano che le MNP possono innescare stress ossidativo, disfunzioni mitocondriali, risposte infiammatorie e apoptosi in diversi tipi di cellule, mentre a livello d’organo, il passaggio delle particelle attraverso barriere critiche come quella ematoencefalica solleva preoccupazioni per l’insorgenza di malattie neurodegenerative.
Un dato molto significativo che è emerso è che i livelli di MNP tendono a essere più alti nei tessuti con lesioni rispetto a quelli sani: intestini infiammati, polmoni fibrotici o escrescenze cancerose mostrano concentrazioni più elevate, suggerendo un possibile legame tra accumulo di particelle e patologia locale.

Si pone così il quesito – simile al dilemma dell’uovo e della gallina – se le lesioni attirino le MNP o se queste ultime siano una causa primaria del danno.
Il problema, che potrebbe apparire filosofico, trova una risposta parziale nell’evidenza che le MNP contribuiscono a infiammazione, stress ossidativo e danni cellulari, fenomeni che possono causare o aggravare le lesioni tissutali, ma resta altrettanto plausibile che queste particelle si accumulino maggiormente in aree già danneggiate.
I dati attuali non chiariscono una relazione diretta di causa ed effetto, ma forniscono indicazioni preziose per ulteriori studi.
Non esistono metodi convenzionali per rimuovere le microplastiche dall’ambiente o dai tessuti umani; gli sforzi in corso per identificare strategie di mitigazione ambientale si scontrano con la sfida rappresentata dalla varietà di dimensioni e composizioni chimiche delle particelle incorporate nei tessuti viventi, rendendo la loro rimozione una questione di complessa o addirittura impossibile.

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