Uusi menetelmä osoitti, että nanomuovit voivat läpäistä veri-aivoesteen

Nanomuovit voivat tuoreen tutkimuksen mukaan kulkea aivoja suojaavan veri-aivoesteen läpi. Nanomuovit ovat hyvin pieniä, läpimitaltaan alle mikrometrin kokoisia muovihiukkasia. Nano Today -tiedelehdessä julkaistu tutkimus lisää merkittävästi ymmärrystä siitä, miten nanomuovit voivat kulkeutua verenkierrossa ja vuorovaikuttaa elimistössä.

Kansainvälisessä yhteistyössä toteutettua tutkimusta johtivat vanhempi tutkija Fazel A. Monikh Padovan yliopistosta ja tutkimusjohtaja Šárka Lehtonen Itä-Suomen yliopistosta. Tutkimuksessa tarkasteltiin, miten erityyppiset nanomuovit eli nanokokoiset polystyreenin (PS) ja polyvinyylikloridin (PVC) hiukkaset käyttäytyvät ihmisen plasmassa ja pystyvätkö ne läpäisemään veri-aivoesteen. Tutkijat käyttivät uutta menetelmää, jossa nanomuovien kulkeutumista elimistössä voidaan seurata niihin lisätyn alkuaineen, gadoliniumin, avulla.

Tutkimuksessa havaittiin, että ihmisen plasmaan päädyttyään nanomuovihiukkaset peittyvät nopeasti erilaisilla biomolekyyleillä, joiden muodostama ”biologinen peite” vaikuttaa niiden toimintaan ja vuorovaikutukseen solujen kanssa. Tutkimus myös osoitti, että sekä nanokokoiset polystyreeni- että polyvinyylikloridihiukkaset voivat kulkea veri-aivoesteen läpi, PVC näistä tehokkaammin. Biomolekyylien muodostama peite heikentää kuitenkin merkittävästi nanomuovien pääsyä aivoihin.

Ihmisen veri-aivoeste muodostuu toisiinsa tiiviisti liittyneistä aivohiussuonten soluista ja astrosyyteistä ja se rajoittaa monien molekyylien ja yhdisteiden pääsyä verenkierrosta aivoihin. Tutkijoiden mukaan nanomuovien pääsy veri-aivoesteen läpi antaa aihetta tutkia tarkemmin niiden mahdollisia haittavaikutuksia aivoissa ja pitkäaikaisvaikutuksia terveyteen.

– Tästä tutkimuksesta saimme olennaista tietoa nanomuovien käyttäytymisestä elimistössä. Kun ymmärretään, miten nanomuovit pääsevät veri-aivoesteen läpi, on mahdollista myös kehittää keinoja estää niistä ehkä aiheutuvia haittoja, Lehtonen toteaa.

Tutkimus on edistysaskel nanotoksikologialle, joka tutkii nanomateriaalien mahdollisia haittavaikutuksia. Tutkimusmenetelmää ja tuloksia voidaan jatkossa hyödyntää nanomuovisaasteen ja sen terveysvaikutusten tutkimuksessa ja säätelyssä.

Tutkimukseen osallistui tutkijoita muun muassa Padovan, Itä-Suomen ja Birminghamin yliopistoista sekä Helmholtz Centre for Environmental Research -tutkimuskeskuksesta.

Lisätietoja:

Tutkimusjohtaja Šárka Lehtonen, Itä-Suomen yliopisto, sarka.lehtonen@uef.fi, https://uefconnect.uef.fi/en/person/sarka.lehtonen/

Tutkimusartikkeli:

Fazel Abdolahpur Monikh, Šárka Lehtonen, Jukka Kekäläinen, Isabel Karkossa, Seppo Auriola, Kristin Schubert, Alessandra Zanut, Sanni Peltonen, Jonna Niskanen, Mandar Bandekar, Martin von Bergen, Jari T.T. Leskinen, Arto Koistinen, Sara Bogialli, Zhiling Guo, Jussi V.K. Kukkonen, Chunying Chen, Iseult Lynch, Biotransformation of nanoplastics in human plasma and their permeation through a model in vitro blood-brain barrier: An in-depth quantitative analysis, Nano Today, Volume 59, 2024, 102466, ISSN 1748-0132, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013224003220