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.

(Refractor)