Biological effects of Micro and Nanoplastics from environmentally relevant sources on an in vitro model of the intestinal barrier

Els microplàstics i nanoplàstics (MNPLs) són contaminants ambientals emergents amb una presència creixent a l'entorn i a la cadena alimentària. Representen una amenaça per als ecosistemes i, potencialment, per a la salut humana. Aquesta tesi es planteja per abordar aquestes preocupacions, aprofundint en el coneixement sobre els nivells d'exposició humana i els possibles efectes tòxics i genotòxics dels MNPLs. A més, pretén aportar dades útils per informar les agències reguladores i impulsar estudis multidisciplinaris orientats a comprendre els riscos dels MNPLs com a contaminants persistents. La present Tesi inclou una revisió exhaustiva de la literatura, que mostra com els plàstics d'ús quotidià es poden degradar en partícules de mida micro i nano, que acaben entrant al cos humà, principalment per via oral. Un exemple rellevant és el de les bosses de te, tradicionalment fetes de paper, però ara sovint substituïdes per plàstic, cosa que ha obert una nova via d'exposició que ha estat poc estudiada. Per cobrir aquest buit, es van realitzar dos estudis experimentals inclosos a la tesi. En el primer estudi, es van aïllar MNPLs de bosses de te comercials i es van utilitzar en un model in vitro de barrera intestinal humana format per cèl·lules derivades de l'epiteli intestinal (Caco-2 i HT29) en co-cultiu sobre membranes transwell. Mitjançant tècniques de caracterització (SEM-EDX, FTIR i Nano Zsizer), es va identificar el material com àcid polilàctic (PLA), amb una mida hidrodinàmica al voltant dels 120 nm i una morfologia esfèrica. Les imatges de TEM i SEM van confirmar la mida i forma tant en suspensió com dins de la bossa. L'exposició cel·lular es va fer en monocultius i co-cultius diferenciats. Amb microscòpia confocal, es va observar que les PLA-NPLs podien entrar a totes les cèl·lules al cap de 24 hores, fins i tot arribant al nucli cel·lular. Mitjançant citometria de flux, es va veure que les HT29 internalitzaven el 100% de les NPLs, mentre que les Caco-2 ho feien només en un 60%, cosa que indica diferències segons el tipus cel·lular. Tot i la internalització, no es van observar efectes citotòxics importants: els nivells d'espècies reactives d'oxigen (ROS) intracel·lulars i els paràmetres d'integritat de la barrera (TEER i permeabilitat a lucifer yellow) no es van veure alterats. En el segon estudi, es van ampliar els anàlisis i es va estudiar tres tipus diferents de bosses de te (dues comprades online i una al supermercat). Es van simular les condicions reals de preparació d'una tassa de te i es van caracteritzar les partícules alliberades mitjançant SEM, TEM, ATR-FTIR, DLS, LDV i NTA. Les bosses estaven compostes de niló-6 (NY6), polipropilè (PP) i cel·lulosa (CL), i totes van alliberar MNPLs. Els valors obtinguts amb NTA van mostrar diferències en concentració i mida: 1,20×10⁹ NPLs/mL (PP; 136,7 nm), 1,35×10⁸/mL (CL; 244 nm), i 8,18×10⁶/mL (NY6; 138,4 nm). Les partícules es van tenyir amb iDye Poly-Pink i es van exposar a Caco-2, HT29 i HT29-MTX (un model productor de mucina). Després de 24 h a 100 µg/mL, els resultats van mostrar que les PP-NPLs eren altament internalitzades per HT29-MTX; les CL-NPLs ho eren per HT29 i HT29-MTX; mentre que les NY6-NPLs entraven preferentment a les Caco-2. Això demostra que el tipus de polímer i la producció de mucines poden influir en l'absorció de NPLs. En conjunt, aquesta tesi posa en relleu la necessitat d'identificar noves fonts d'exposició quotidiana als MNPLs, desenvolupar mostres realistes per a l'avaluació de riscos, i aprofundir en la seva possible afectació sobre la salut humana.