Le nanoplastiche distruggono "intestino-fegato-cervello": nuova minaccia per la malattia di Alzheimer

Gli scienziati della Monash University (Australia) e della South China University of Technology (Cina) hanno pubblicato uno studio preclinico dettagliato su Environmental Science & Technology, dimostrando che dosi equivalenti all'inquinamento di fondo di nanoplastiche di polistirene (PSNP) possono non solo potenziare le classiche manifestazioni cerebrali del morbo di Alzheimer (MA), ma anche diffondere la patologia oltre il sistema nervoso centrale lungo l'asse intestino-fegato-cervello.

Prerequisiti

L'inquinamento da plastica è un fattore ambientale universale e le nanoplastiche (<100 nm) permeano tutti gli ecosistemi. Il loro impatto sulla salute ha sollevato serie preoccupazioni negli ultimi anni, ma i legami con le malattie neurodegenerative sono poco compresi.

Modello e design

• Modello animale: topi transgenici APP/PS1 che riproducono marcatori chiave dell'AD (accumulo di β-amiloide, patologia tau).
• Esposizione: l'assunzione di 50 nm di PSNP nell'acqua potabile a livelli di 0,1–1 mg/kg/giorno per 12 settimane è un intervallo realistico per gli esseri umani.
• Valutazione delle funzioni cognitive: test del labirinto di Morris e riconoscimento degli oggetti.
  • Analisi dei tessuti:
  • Immunoistochimica cerebrale (marcatori Iba1, GFAP, β-amiloide, p-tau)
  • Sequenziamento dell'rRNA 16S delle feci per il microbiota
  • Istologia epatica (colorazione HE, Oil Red O)
  • Profilo citochinico plasmatico sistemico (ELISA per IL-6, TNF-α)

Risultati chiave

1. Neuroinfiammazione e neurodegenerazione accelerate

• Risposta microgliale e astrocitica: il numero di microglia Iba1⁺ e astrociti GFAP⁺ nell'ippocampo e nella corteccia è aumentato del 45-60% rispetto all'APP/PS1 non esposto (p<0,01).
• Placche amiloidi e p-tau: l'area della placca è aumentata del 35% e la tau fosforilata (p-tau) è aumentata del 28% (p<0,05).
• Deficit cognitivo: nel labirinto di Morris, il tempo per trovare la piattaforma nascosta è aumentato del 40% e nel test di riconoscimento degli oggetti, l'indice di discriminazione è diminuito del 30% (p<0,01).

2. Disbiosi intestinale e "intestino permeabile"

• Diminuzione della diversità α: l'indice di Shannon nel microbiota è diminuito del 20% (p<0,05).
• Aumento dei generi pro-infiammatori: Escherichia/Shigella ed Enterococcus sono aumentati del 60%, mentre i Lactobacillus benefici sono diminuiti del 45%.
• Funzione di barriera intestinale: l'espressione della proteina ZO-1 nell'epitelio è diminuita del 50%, accompagnata da un aumento di 2 volte dei livelli plasmatici di lipopolisaccaride (LPS) (p<0,01).

3. Danni al fegato e infiammazione sistemica

• Grado di steatosi: secondo la colorazione Oil Red O, la percentuale di inclusioni grasse nel fegato è aumentata di 3,5 volte.
• Cambiamenti simili all'epatite: aumento dell'infiltrazione dei fagociti e fibrosi senza alcol.
• Citochine sistemiche: IL-6 e TNF-α nel plasma sono aumentate rispettivamente di 2,0 e 1,8 volte (p<0,01).

Meccanismo di propagazione assiale

I ricercatori ipotizzano che le nanoplastiche interferiscano con il microbiota, causando permeabilità intestinale e traslocazione di endotossine batteriche al fegato. Lì, si crea un danno metabolico e infiammatorio che compromette la capacità del fegato di detossificare le neurotossine e aumenta i livelli sistemici di mediatori proinfiammatori. Questi fattori, una volta rilasciati nel cervello, innescano e accelerano i classici processi neurodegenerativi dell'Alzheimer.

Dichiarazioni degli autori

"I nostri dati dimostrano per la prima volta che le nanoplastiche agiscono non localmente ma a livello sistemico, peggiorando non solo gli aspetti cerebrali, ma anche epatici e intestinali della malattia di Alzheimer", afferma il Prof. Pu Chun Ke, autore senior. "Ciò evidenzia l'urgente necessità di limitare l'esposizione ambientale alle nanoparticelle e di studiare misure per proteggere i tessuti barriera dell'organismo".

Nella discussione, gli autori evidenziano i seguenti punti chiave:

• Effetto sistemico delle nanoplastiche.
  "I nostri dati mostrano che anche livelli ecologicamente realistici di nanoplastiche di polistirene non si limitano a effetti neurotossici locali, ma innescano una cascata di disturbi infiammatori e metabolici lungo l'asse intestino-fegato-cervello", osserva il professor Pu Chun Ke.

• Distruzione delle funzioni di barriera.
  "La violazione dell'integrità dell'epitelio intestinale e la conseguente traslocazione di endotossine microbiche nel flusso sanguigno sistemico aggravano significativamente non solo i processi epatici, ma anche quelli neuroinfiammatori", sottolinea il coautore Dr. Li Wang.

• Necessità di controllo ambientale:
  "I nostri risultati richiedono una riconsiderazione dei livelli consentiti di nanoplastiche nell'acqua potabile e nei prodotti alimentari e incoraggiano lo sviluppo di strategie di barriera e probiotiche per proteggersi dai loro effetti nocivi", afferma la Dott.ssa Mei Zhang.

Prospettive e raccomandazioni

• Controllo ambientale: inasprire i limiti per le nanoplastiche nell'acqua potabile e nella catena alimentare.
• Monitoraggio medico: nei pazienti con demenza del SNC, valutare le condizioni dell'intestino e del fegato per disbiosi e steatoepatite non alcolica.
• Ulteriori studi: valutare l'effetto di altri tipi di nanoplastiche (PET, PVC) e la possibilità di neuroprotezione attraverso probiotici o terapia di barriera.

Questo studio colloca le nanoplastiche tra i nuovi fattori di rischio per malattie sistemiche e neurodegenerative che richiedono un'attenzione immediata sia da parte degli ambientalisti che dei medici.