El viaje de un nanoplástico por el interior de un ser vivo

De los cerca de diez millones de toneladas de plástico que cada año acaban en el mar, una parte se va degradando en trozos cada vez más pequeños para formar los llamados microplásticos y nanoplásticos. Como son tan pequeños (entre una milésima y una millonésima de milímetro), estos trozos de plástico pueden entrar en la cadena trófica y acabar en el interior de algas, plantas, animales y humanos. De hecho, ya se han encontrado plásticos en las heces, la orina, la placenta y la sangre humanas. No acaba de estar claro, sin embargos, qué efectos pueden tener estas sustancias en el cuerpo. Para averiguarlo, un equipo de científicos de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ha seguido el viaje de nanoplásticos de poliestireno de varias medidas (50, 200 y 500 millonésimas de milímetro) a través del sistema digestivo de una larva de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), un organismo ampliamente utilizado en el laboratorio como modelo de procesos biológicos.

“No hay datos en humanos y hacer el experimento en mamíferos es muy complejo”, explica Ricard Marcos, investigador del grupo de investigación en mutagénesis de la UAB, que ha coordinado el estudio. “Las larvas de drosófila son un modelo muy sencillo, pero equivalente al humano, porque tienen la misma estructura, pero más simplificada”, añade. Efectivamente, una larva de la mosca de la fruta tiene un tubo digestivo recubierto interiormente por una capa de mucosidad y bacterias, unas paredes formadas por células con vellosidades que aumentan la superficie de contacto con el interior del intestino para aumentar la absorción de nutrientes y que en la parte externa del tubo están conectadas con la llamada hemolinfa, un líquido que en los insectos hace la función de la sangre. Además de esta estructura análoga a la humana, la otra ventaja de las larvas es que son voraces por naturaleza. Como su función es crecer, a diferencia de los adultos, están programadas genéticamente para zamparse todo lo que se les ponga por delante. Esto asegura que si se añaden nanoplásticos a su alimento, acabarán en el tubo digestivo de las larvas.

Dos preguntas fundamentales

Para estudiar este viaje, los investigadores han utilizado un microscopio electrónico con el que han ido tomando imágenes de todo el proceso. Había dos preguntas fundamentales que querían responder: 1) si los plásticos son capaces de atravesar la barrera del intestino y llegar a la hemolinfa (el equivalente a la sangre) y, por lo tanto, a todo el cuerpo del animal y 2) en caso afirmativo, si esto produce algún efecto en las diversas células con las que entran en contacto.

Aunque no lo parezca, los intestinos, junto con los pulmones, son una de las partes del cuerpo que están más en contacto con el ambiente exterior. Por eso están recubiertos de mucosidad, para impedir el acceso de bacterias y sustancias potencialmente tóxicas en la sangre. Si los plásticos no son capaces de atravesar esta barrera, se excretarían con las heces y podrían afectar, como mucho, a las células de las tripas. Pero, si la atraviesan y entran en el torrente sanguíneo, pueden tener efectos en todo el cuerpo. Un experimento anterior del mismo grupo ya había demostrado en cultivos de laboratorio que los plásticos pueden atravesar la barrera de las células intestinales humanas, pero estudiar el proceso en un organismo vivo permite obtener más información.

El largo viaje

El viaje de los nanoplásticos, pues, empieza en el interior del tubo digestivo. Allí entran en contacto con la microbiota, el conjunto de bacterias y otros microorganismos que tienen un papel fundamental en el correcto funcionamiento de la digestión y los sistemas inmunitario y nervioso. También llegan a la capa protectora de mucosidad. ¿Son capaces de atravesarla? Las imágenes del microscopio electrónico no ofrecen ninguna duda: sí. Una vez atravesada la mucosidad, llegan a las células intestinales. ¿Pueden penetrar la membrana? Otra vez, el microscopio confirma que sí. Una vez dentro de las células, los científicos han visto que producen deformaciones en las mitocondrias que se encargan de la respiración celular. “Es de suponer que estas alteraciones morfológicas implican alguna alteración en su función”, considera Marcos.

Pero los nanoplásticos no se paran aquí. De estas células intestinales pasan a la hemolinfa y pueden llegar a cualquier parte del cuerpo. Para estudiar los efectos que puede tener esta exposición, los investigadores han analizado la evolución del ADN de la larva durante el proceso y han descubierto dos cosas. En primer lugar, los genes relacionados con el estrés se activan, lo que indica que la presencia de plástico altera el equilibrio celular e impone una situación estresante a las células. Por otro lado, se daña el ADN. En un estudio anterior, el mismo grupo ya había mostrado que los plásticos pueden provocar daños en el ADN de células sanguíneas humanas.

“Estos procesos de generación de estrés y daño al ADN son indicadores tempranos de cáncer”, dice Marcos. Los tumores malignos aparecen una media de 20 años después de haber iniciado la exposición a sustancias cancerígenas y su evolución depende de muchos factores, de forma que, a partir de estos datos, no se puede asegurar que la exposición a plástico provoque cáncer, pero sí que favorece algunos de los procesos relacionados con la transformación de células sanas a células cancerosas. Además, Marcos explica que en un nuevo estudio que todavía no han publicado y que, probablemente, tendrá más repercusión, han comprobado que en un cultivo de laboratorio formado por células de la sangre humana, el contacto con nanoplástico provoca una batería de sucesos relacionados con el proceso tumoral.