Neurotoxic effects of small plastic particles - R. Westerink

De mens wordt op een dagelijkse basis blootgesteld aan micro- en nanoplastics via voedsel, (drink)water en consumentenproducten. Het is echter onduidelijk of deze plastic deeltjes negatieve effecten kunnen hebben op onze gezondheid. In het project ‘Neurotoxische effecten van kleine plastic deeltjes’ onderzoeken we of micro- en nanoplastics de bloed-hersen-barriere kunnen passeren of aantasten; dit is een beschermende barriere die er normaal gesproken voor zorgt dat schadelijke stoffen de hersenen niet kunnen bereiken.
De eerste voorlopige resultaten laten zien dat de in het lab gekweekte bloed-hersen barriere geen acute schade oploopt door blootstelling aan nanoplastics. Echter, deze plastic deeltjes kunnen zich wel over deze beschermende barriere verplaatsen.

Hersenweefsel afkomstig van muizen blootgesteld aan microplastics bevestigd deze bevindingen: microplastics zijn terug te vinden in de hersenen van de muis, zelfs al 1 dag na blootstelling.
Aangezien het dus mogelijk lijkt voor micro- en nanoplastics om de hersenen te bereiken, onderzoeken we ook de effecten van micro- en nanoplastics op hersenfunctie en ontwikkeling in vitro. Dit is onderzocht met hersencellen van ratten die in het lab zijn gekweekt op zogenaamde micro-elektrode arrays, een soort printplaatjes die de activiteit van de hersencellen kunnen aflezen. De voorlopige resultaten laten zien dat kort durende (30 min) en langdurige (28 dagen) blootstelling aan micro- en nanoplastics geen effect heeft op de activiteit van de hersen cellen. Alleen bij de hoogste concentraties is een beperkte afname van de activiteit te zien. Ook lijken de hersencellen geen grote schade te ondervinden van de blootstelling.

Tijdens dit project is ook een grondige analyse van de literatuur uitgevoerd. Er is slechts beperkte informatie over effecten van micro- en nanoplastics op het zenuwstelsel. Deze beperkte informatie laat zien dat een specifiek enzym in de hersenen, acetylcholine esterase, waarschijnlijk wordt geremd door micro- en nanoplastics. Dit enzym is normaal gesproken bij de afbraak van signaalstoffen in de hersenen en voorkomt zo een te grote activiteit. Gezien het belang van dit enzym voor het functioneren van de hersenen, hebben we extra experimenten uitgevoerd om te kijken of micro- en nanoplastics daadwerkelijk het enzym kunnen remmen. Onze resultaten laten zien dat het enzym inderdaad wordt geremd, vooral door nano-plastics, en dat deze remming afhankelijk is van de concentratie micro- en nanoplastics.
Hoewel bovenstaande resultaten nog niet definitief zijn, lijken micro- en nanoplastics dus de hersenen te kunnen bereiken. Op korte termijn richten ze daar geen (grote) schade aan, maar er zijn wel effecten te zien op het functioneren van specifieke, belangrijke enzymen. Vervolgonderzoek zal zich daarom richten op langere blootstelling, ook omdat de mens voortdurend wordt blootgesteld. Daarbij is het van belang om niet alleen te kijken naar schade aan of functioneren van hersencellen, maar ook naar indirecte effecten bijv veroorzaakt door kleine ontstekingen in de hersenen (neuro-inflammatie) aangezien ook andere kleine deeltjes (zoals metalen nanodeeltjes) via deze weg de hersenen vatbaarder maken voor toekomstige schade en aandoeningen zoals de Ziekte van Parkinson en de Ziekte van Alzheimer.