Grâce à leur flexibilité, leur durabilité et leur prix abordable, les plastiques se sont infiltrés dans presque tous les aspects de nos vies.
Lorsque ces éléments finissent par se décomposer, les micro- et nanoplastiques (MNP) qui en résultent peuvent nuire à la faune, à l’environnement et à nous-mêmes. Des MNP ont été trouvés dans le sang, les poumons et le placenta, et nous savons qu’ils peuvent pénétrer dans notre corps par les aliments et les liquides que nous consommons.
Une nouvelle étude menée par une équipe de chercheurs d’Autriche, des États-Unis, de Hongrie et des Pays-Bas a révélé que les MNP peuvent atteindre le cerveau quelques heures après avoir été consommés, peut-être grâce à la façon dont d’autres produits chimiques adhèrent à leur surface.
Non seulement la vitesse est alarmante, mais la possibilité même que de minuscules polymères glissent dans notre système nerveux déclenche de sérieuses sonnettes d’alarme.
“Dans le cerveau, les particules de plastique pourraient augmenter le risque d’inflammation, de troubles neurologiques ou même de maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer ou de Parkinson”, explique le co-auteur principal de l’étude, le pathologiste Lukas Kenner de l’Université de médecine de Vienne en Autriche.
Dans l’étude, de minuscules fragments de MNP administrés par voie orale à des souris étaient détectables dans leur cerveau en aussi peu que deux heures. Mais comment les MNP traversent-ils la barrière hémato-encéphalique, censée protéger le cerveau ?
En tant que système de vaisseaux sanguins et de tissus de surface étroitement emballés, la barrière hémato-encéphalique aide à protéger notre cerveau des menaces potentielles en bloquant le passage des toxines et autres indésirables, tout en permettant à des substances plus utiles de passer. Il va de soi que les particules de plastique seraient considérées comme un matériau à maintenir bel et bien hors des tissus sensibles du cerveau.
“Avec l’aide de modèles informatiques, nous avons découvert qu’une certaine structure de surface (couronne biomoléculaire) était cruciale pour permettre aux particules de plastique de passer dans le cerveau”, explique le co-auteur principal Oldamur Hollóczki, chimiste spécialiste des nanoplastiques à l’université de Debrecen en Hongrie. .
Images d’immunofluorescence de cerveaux de souris, contrôle (Ctr) et 2 ou 4 heures après ingestion de polystyrène. Les coupes de tissus sont colorées en bleu et les flèches montrent des particules nanoplastiques fluorescentes vertes. (Kopatz et al., Nanomatériaux, 2023)
Pour vérifier que les particules peuvent réellement pénétrer dans le cerveau, des MNP en polystyrène (un plastique couramment utilisé dans les emballages alimentaires) de trois tailles (9,5, 1,14 et 0,293 micromètres) ont été marqués avec des marqueurs fluorescents et prétraités dans un mélange similaire au liquide digestif avant d’être nourri aux souris.
« À notre grande surprise, nous avons trouvé des signaux fluorescents verts spécifiques de taille nanométrique dans le tissu cérébral de souris exposées au MNP après seulement deux heures », écrivent les chercheurs dans leur article publié.
“Seules des particules de la taille de 0,293 micromètre ont pu être prélevées du tractus gastro-intestinal et pénétrer la barrière hémato-encéphalique”.
La façon dont ces minuscules plastiques recouverts traversent les barrières cellulaires dans le corps est compliquée et dépend de facteurs tels que la taille des particules, la charge et le type de cellule.
Les particules de plastique plus petites ont un rapport surface/volume plus élevé, ce qui les rend plus réactives et potentiellement plus dangereuses que les microplastiques plus gros. Cette réactivité est censée permettre aux petits morceaux de plastique rassembler d’autres molécules autour d’euxles serrant étroitement avec des forces moléculaires pour former un manteau durable appelé couronne.
Les chercheurs ont créé un modèle informatique d’une barrière hémato-encéphalique à partir d’une double membrane lipidique composée d’un phospholipide présent dans le corps humain, pour étudier comment les particules pourraient traverser la barrière neurologique très importante.
Simulations montrant l’entrée d’une particule de plastique polystyrène gris foncé avec une couronne de molécules de cholestérol gris clair dans une barrière hémato-encéphalique modèle de molécules hydrophobes orange et de molécules hydrophiles vertes. (Kopatz et al., Nanomatériaux, 2023)
Quatre modèles plastiques différents ont été utilisés pour étudier le rôle de la couronne des particules plastiques. Les simulations ont montré que les particules avec une couronne protéique ne pouvaient pas pénétrer dans la barrière. Cependant, ceux qui ont une couronne de cholestérol pourraient traverser, même s’ils ne pouvaient pas progresser plus profondément dans le tissu cérébral.
Les résultats soulèvent la possibilité que le plastique puisse être transporté à travers la membrane et dans le tissu cérébral à l’aide du bon cocktail moléculaire. Connaître les mécanismes fondamentaux est une première étape importante dans la gestion de leurs effets néfastes.
Il est important de noter que les résultats sont basés sur des souris et des simulations informatiques, il n’est donc pas clair si le même comportement se produit chez l’homme. On ne sait pas non plus combien de particules de plastique sont nécessaires pour causer des dommages. Pourtant, savoir qu’il est possible que des particules de plastique enrobées franchissent la barrière hémato-encéphalique en si peu de temps fait avancer la recherche dans ce domaine, selon les auteurs.
“Pour minimiser les dommages potentiels des particules micro- et nanoplastiques pour les humains et l’environnement, il est crucial de limiter l’exposition et de restreindre leur utilisation pendant que des recherches supplémentaires sont menées sur les effets des MNP”, déclare Kenner.
La recherche a été publiée dans la revue Nanomaterials.
