Polystyreen nanodeeltjes verstoren de rijping van rode bloedcellen (RBC) in zebravissenembryo’s. Blootstelling aan nanodeeltjes verhoogt onrijpe RBC’s terwijl ze volwassen worden verminderd, waardoor de heemsynthese wordt verstoord. Credit: Yun Hak Kim / Pusan National University, Korea
Polystyreen nanodeeltjes worden veel gebruikt in de verpakking, maar hun effecten op organismen zijn onduidelijk. Er was heel weinig bekend over hoe ze tot nu toe de ontwikkeling van bloedcellen beïnvloeden.
Een studie onder leiding van professor Yun Hak Kim van Pusan National University, verschijnen in Zoölogisch onderzoek Onderzoekt hoe polystyreen nanodeeltjes de ontwikkeling van rode bloedcellen (RBC) in zebravissen -embryo’s beïnvloeden.
Rode bloedcellen zijn essentieel voor het dragen van zuurstof door het hele lichaam. In deze studie vertoonden zebravish -embryo’s blootgesteld aan polystyreen nanodeeltjes een toename van onrijpe RBC’s en een afname van volwassen RBC’s. Dit suggereert dat de nanodeeltjes de normale rijping van de bloedcellen verstoren.
“Ons onderzoek toont aan dat polystyreen nanodeeltjes kunnen interfereren met de normale ontwikkeling van rode bloedcellen in zebravisembryo’s. Deze bevindingen roepen belangrijke vragen op over de bredere impact van nanoplastische blootstelling op de vorming van bloedcellen,” merkt Prof. Kim op.
Het onderzoeksteam gebruikte eencellige RNA-sequencing om veranderingen in genexpressie gekoppeld aan RBC-ontwikkeling te bestuderen. Ze ontdekten dat blootstelling aan polystyreen nanodeeltjes het proces verstoorde waardoor onrijpe bloedcellen rijpen tot functionele RBC’s. In het bijzonder was er een accumulatie van gemeenschappelijke myeloïde voorlopers (CMP’s), die in een vroeg stadium bloedcellen zijn.
Verder onderzoek toonde aan dat polystyreen nanodeeltjes heemsynthese verstoren door sleutelgenen neer te regelen, waardoor het zuurstofverdragende capaciteit van RBC’s wordt verminderd. Dit werd bevestigd door massaspectrometrie, die een significante daling van de heminespiegels in blootgestelde embryo’s detecteerde.
Het onderzoek toonde ook aan dat polystyreen nanodeeltjes de algehele eiwitproductie in RBC’s beïnvloedden, met name het verminderen van de expressie van RPS7, een gen dat betrokken is bij eiwitsynthese. Om de rol van RPS7 te bevestigen, voerde het team knockdown -experimenten uit, wat leidde tot misvormingen van het gezicht en een vermindering van RBC’s in zebravisembryo’s. Deze resultaten geven aan dat nanodeeltjes de eiwitsynthesemachines beïnvloeden die nodig is voor de ontwikkeling van RBC.
De bevindingen van de studie hebben kritische gevolgen voor het milieu. De geteste concentraties van polystyreen nanodeeltjes (0,1-10 µg/ml) zijn vergelijkbaar met niveaus die worden gedetecteerd in natuurlijke waterbronnen, wat suggereert dat waterorganismen mogelijk al vergelijkbare verstoringen ondervinden.
“Onze resultaten suggereren dat nanoplastics in het milieu de vorming van rode bloedcellen en zuurstoftransport bij watersoorten kunnen verstoren”, zegt prof. Kim.
Deze studie benadrukt de behoefte aan strengere voorschriften voor nanoplastics, met name polystyreen.
“Naarmate we meer leren over de biologische effecten van nanoplastics, wordt het essentieel om het beheer van plastic afval te heroverwegen en veiligere materialen te verkennen”, voegt Prof. Kim toe.
De studie van prof. Kim en collega’s benadrukt het belang van voortgezet onderzoek naar de effecten van nanoplastics op cellulair niveau om hun ecologische en gezondheidsimplicaties op lange termijn beter te begrijpen.
Meer informatie:
Eun Jung Kwon et al, het ontcijferen van de toxische effecten van polystyreen nanodeeltjes op erytropoëse bij resolutie met één cel, Zoölogisch onderzoek (2024). Doi: 10.24272/j.issn.2095-8137.2024.277
Geboden door Pusan National University
