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Attività antibiotica alterata dall'interazione con le nanoplastiche
Ultima recensione: 02.07.2025
Uno studio recente pubblicato sulla rivista Scientific Reports ha scoperto che l'assorbimento di antibiotici su microplastiche e nanoplastiche (MNP) provoca gravi conseguenze per la salute.
La decomposizione della plastica produce particelle di varie forme, dimensioni e composizioni. Queste particelle microscopiche, note come microplastiche e nanoplastiche (MNP), sono presenti nell'ambiente e possono penetrare nel corpo umano, comprese le cellule.
Le MNP possono adsorbire diverse sostanze, inclusi residui di farmaci, causando alterazioni fisiologiche nell'organismo. La situazione relativa agli antibiotici è particolarmente allarmante, poiché l'effetto sui batteri può contribuire allo sviluppo di resistenza. Inoltre, le MNP forniscono una superficie per la colonizzazione microbica, fungendo da vettori per la loro trasmissione.
I ricercatori hanno studiato l'interazione dell'antibiotico tetraciclina (TC) con le nanoplastiche e il loro effetto sull'attività biologica dell'antibiotico.
Per l'esperimento sono stati selezionati quattro tipi di plastica:
- Polistirene (PS)
- Polietilene (PE)
- Nylon 6.6 (N66)
- Polipropilene (PP)
Per creare i complessi TC-NP sono stati utilizzati due approcci:
- Metodo di ricottura sequenziale (SA): la plastica è stata formata in presenza di TC, il che ha consentito il massimo adattamento delle catene polimeriche alla molecola di antibiotico.
- Metodo delle particelle libere (FP): la plastica è stata preformata e il TC è stato posizionato sulla sua superficie con diverse orientazioni.
Sono state poi effettuate delle simulazioni per valutare la stabilità dei complessi e il loro effetto sull'attività antibiotica nelle colture cellulari.
Risultati chiave
Formazione di complessi:
- Il metodo SA ha dimostrato una maggiore stabilità dei complessi rispetto al metodo FP. La tetraciclina è stata riscontrata più frequentemente all'interno delle nanoplastiche.
- Le interazioni polari tra TC e N66 erano più forti della sua solubilità in acqua, dando origine a legami forti.
Dinamica molecolare:
- Le catene polimeriche di PS e N66 si muovevano meno a causa dei legami sterici e idrogeno. Il PP mostrava un'elevata mobilità, consentendo al TC di penetrare nella struttura.
- In alcuni casi, come nel caso del PS, la molecola TC si è riattaccata alla superficie dopo essersi inizialmente staccata.
Esperimenti su colture cellulari:
- La presenza di nanoplastiche (PS, PE, PET) ha ridotto significativamente l'attività del TC, il che è stato confermato da una diminuzione del livello di espressione della proteina fluorescente nelle cellule.
Potenziali rischi:
le nanoplastiche alterano l'assorbimento degli antibiotici, trasportandoli in nuovi siti e aumentandone le concentrazioni locali, il che potrebbe contribuire allo sviluppo di resistenza batterica.
Conclusioni
I risultati dello studio confermano che l'interazione delle nanoplastiche con gli antibiotici ha un impatto significativo sulla loro attività biologica:
- Problemi di assorbimento: le nanoplastiche possono alterare la farmacocinetica dei farmaci.
- Stimolazione della resistenza: aumenti localizzati della concentrazione di un antibiotico nell'ambiente batterico possono favorire lo sviluppo di resistenza.
Questo studio evidenzia la necessità di ulteriori ricerche sull'impatto delle MNP sulla salute umana e sullo sviluppo di misure per ridurne l'impatto.