The toxicity profiles of variously sized micro- and nanoplastics in Schmidtea mediterranea

Abstract

Plastic bestaat in vele vormen, waaronder kleine fracties die micro- en nanoplastics (MNP's) worden genoemd. In dit project werden de effecten van blootstelling aan sferische MNPs van verschillende groottes, afgeleid van polystyreen (PS), op (neuro)regeneratie en stamceldynamiek in Schmidtea mediterranea onderzocht. Regenererende wormen werden gedurende zeven dagen na amputatie blootgesteld aan MNP’s van 200 nm, 1 µm en 2 µm in diameter. Mitotische activiteit, stamcelactiviteit en neuroregeneratie werden onderzocht door middel van H3P-kleuring, fluorescerende in situ hybridisatie en anti-synapsine. Algemene regeneratie werd gekwantificeerd door het meten van de grootte van het vers geregenereerde lichaamsoppervlak. De nadeligste effecten waren aanwezig in de hersenontwikkeling bij middelhoge en hoge concentraties. Bij lage blootstellingen werd de hersenontwikkeling echter enigszins bevorderd. Mitotische activiteit wordt verlaagd bij hoge concentraties van 200 nm en 1 µm deeltjes, terwijl de grotere afmeting (2 µm) geen effecten vertoonde. Desalniettemin was de stamcelactiviteit significant verlaagd na blootstelling aan zowel 1 µm als 2 µm plastics. Dit onderzoek suggereert dat er onderliggende mechanismen kunnen bestaan die de regeneratie versnellen bij lage blootstellingsniveaus, terwijl hoge concentraties nadelige effecten hebben. Bovendien worden verschillende toxiciteitsprofielen voorgesteld in 200 nm, 1 µm en 2 µm PS-deeltjesgrootten, wat een negatieve invloed heeft op de neuronale ontwikkeling en stamceldynamiek.