Lo scorso dicembre, la neurologa Elaine Bearer, MD, PhD, dell'Università del New Mexico, stava studiando metodicamente campioni di tessuto cerebrale di due pazienti deceduti affetti da demenza quando notò qualcosa di strano.
"Vedo queste cose al microscopio e non riesco a capire cosa siano", ha ricordato Bearer, professore emerito del Dipartimento di Patologia dell'UNM e direttore del nucleo di neuropatologia dell'UNM Alzheimer's Disease Research Center (ADRC). "Sono strane cose marroni e grumose".
Era il prologo di un giallo scientifico.
I patologi in genere usano una varietà di coloranti per evidenziare e classificare le strutture microscopiche nei tessuti, ma queste minuscole macchie resistevano all'identificazione, ha detto Bearer. Quindi una collega, Natalie Adolphi, PhD, ha suggerito di inviare i campioni a Matthew Campen, PhD, un professore illustre del College of Pharmacy, che ha trovato un modo per estrarre e quantificare le microplastiche nei tessuti umani.
Le microplastiche si formano quando la plastica si degrada e si scompone nel corso di decenni, spesso attraverso l'esposizione ai raggi ultravioletti (UV) della luce solare. Gli scienziati riferiscono che le microplastiche sono ormai così onnipresenti nell'ambiente che hanno trovato la loro strada nella catena alimentare e nel corpo umano.
Il laboratorio di Campen ha documentato quantità sostanziali di microplastiche nei cervelli umani immagazzinati in depositi di tessuti. Ma quando il borsista post-dottorato Marcus Garcia, PharmD, RPh, ha testato il tessuto dai cervelli dei pazienti affetti da demenza che Bearer stava studiando, ha isolato circa 20 grammi di plastica, molte volte la quantità presente nei cervelli "normali".
Ora sapeva che i due pazienti affetti da demenza, uno dei quali aveva l'Alzheimer e l'altro soffriva di una condizione nota come malattia di Binswanger, avevano quantità eccessive di plastica nel cervello. Il direttore dell'ADRC Gary Rosenberg, MD, aveva seguito il paziente maschio di Binswanger per sette anni prima della sua morte.
"La prima cosa che ho fatto è stata prendere un po' di plastica purificata dal caso di Binswanger e l'ho analizzata al microscopio elettronico", ha detto Bearer. "Non sembrano le stesse plastiche che riceve Matt. Sono diverse, hanno una forma diversa. Hanno in realtà una composizione chimica diversa".
Non riusciva ancora a identificare le macchie marroni che aveva visto al microscopio, ma aveva un presentimento.

"È molto interessante che ci sia molta più plastica in questi cervelli dementi di quanta ne abbiamo trovata nei cervelli normali. Volevo sapere se quei depositi marroni fossero plastica, ma non c'era modo di colorarli specificamente per la plastica".
Durante un breve periodo sabbatico al California Institute of Technology a settembre, Bearer ha utilizzato un microscopio confocale a scansione laser per studiare campioni purificati di plastica isolati dal team di Campen. Ha esposto le particelle di plastica a 10 laser che emettevano un ampio spettro di lunghezze d'onda di luce e alla fine ne ha trovato uno che le rendeva fluorescenti, in modo che emettessero luce a una lunghezza d'onda leggermente più lunga.
Tornata nel New Mexico, riesaminò i campioni di tessuto cerebrale illuminandoli con la stessa lunghezza d'onda e scoprì che le macchie marroni nel tessuto diventavano fluorescenti, confermando che si trattava di frammenti di microplastica.
Bearer, che con Campen e Adolphi pubblicò una pre-stampa di un articolo che documenta le sue scoperte sul sito Biorxiv il 27 novembre, ha condiviso la sua scoperta con i colleghi e di recente ha presentato i suoi risultati a un convegno della Society for Neuroscience e ha inviato un articolo per la pubblicazione sulla rivista dell'International Society for Magnetic Resonance in Medicine.
"Ho parlato con altri quattro neuropatologi in tutto il paese", ha detto. "Ho mostrato loro le mie foto e hanno detto, 'Oh mio Dio, le ho viste anch'io. Le ho viste nei miei campioni e non sono riuscita a colorarle. Non sapevo cosa fossero.' Poi ho mostrato loro che sono di plastica e loro hanno risposto, 'Certo.'"
Le scoperte di Bearer, unite a quelle del laboratorio Campen, sollevano possibilità intriganti. Un accumulo eccessivo di plastica nel cervello potrebbe scatenare sintomi di demenza? Oppure, le persone con patologia di demenza sono meno in grado di eliminare le microplastiche dal cervello, portando a un accumulo?
Bearer afferma che è troppo presto per dirlo. "Non ho abbastanza campioni per fare statistiche di alcun tipo, e non posso dirlo - perché sto solo esaminando persone morte - non riesco a vedere la plastica come causa".
In futuro, spera di esaminare ulteriore tessuto cerebrale da pazienti arruolati negli studi ADRC per saperne di più su dove le microplastiche sono più inclini ad accumularsi. Spera anche di poter diagnosticare la patologia della demenza in pazienti viventi utilizzando la risonanza magnetica.
Bearer afferma che l'ADRC, che ha ricevuto finanziamenti completi dai National Institutes of Health all'inizio di quest'anno, mette a disposizione nuove risorse per i pazienti affetti da demenza nel New Mexico e fornisce un luogo in cui i ricercatori dell'UNM Health Sciences possono collaborare tra diverse discipline.
"Avere l'ADRC significa che ci sono finanziamenti per fare cose per i cittadini del Nuovo Messico che prima non avevamo", ha detto. "Queste scoperte provengono da questa costellazione di esperti che in qualche modo abbiamo raccolto qui. È questa confluenza di queste competenze che si stanno unendo per affrontare queste questioni critiche".
Di seguito puoi leggere ulteriori informazioni sulla scoperta e la misurazione delle microplastiche nel cervello umano.
I ricercatori dell’UNM trovano livelli allarmanti di microplastiche nel cervello umano e le concentrazioni stanno crescendo nel tempo
Le microplastiche, minuscole particelle di polimeri degradati presenti ovunque nell'aria, nell'acqua e nel suolo, si sono depositate in tutto il corpo umano, compresi fegato, reni, placenta e testicoli, nel corso dell'ultimo mezzo secolo.
Ora, i ricercatori della University of New Mexico Health Sciences hanno trovato microplastiche nei cervelli umani, e in concentrazioni molto più elevate rispetto ad altri organi. Peggio ancora, l'accumulo di plastica sembra crescere nel tempo, essendo aumentato del 50% solo negli ultimi otto anni.
In un nuovo studio pubblicato in Nature Medicine, un team guidato dal tossicologo Matthew Campen, PhD, professore emerito presso la Facoltà di Farmacia dell'UNM, ha riferito che le concentrazioni di plastica nel cervello apparivano più elevate rispetto a quelle nel fegato o nei reni e più elevate rispetto a precedenti studi su placente e testicoli.