Muovihiukkasten poistumista elimistöstä mitattiin hiirillä

Mikro- ja nanomuoveja kertyy ympäristöömme edelleen huolestuttavaa vauhtia. Helsingin yliopiston ja Hunter College of CUNY:n tutkijat kehittivät radioleimausmenetelmän, jolla pystyttiin seuraamaan muovien liikkumista, kertymistä ja poistumista hiirten elimistöstä.

Helsingin yliopiston tutkijatohtori Outi Keinänen kehitti muovihiukkasille radioleimausmenetelmän, jotta niiden biojakaumaa voidaan seurata radioaktiivisen säteilyn havaitsemiseen perustuen positroniemissiotomografian (PET) avulla. Keinänen on radiokemistinä aiemmissa radiolääkeainealan tutkimuksissaan käyttänyt PET-kuvantamista yhdistettynä tietokonetomografiaan (TT), jolloin tuloksena saadaan hyvin tarkka kuva radioaktiivisuussignaalin anatomisesta sijainnista.

Tutkimuksessa hiirille syötettiin radioleimattuja muovihiukkasia eli muovipartikkeleita ja niiden poistumista elimistöstä seurattiin PET-TT-kuvantamisen avulla. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun muovipartikkeleiden kulkua ja sijaintia nisäkkäissä seurattiin reaaliajassa.

Radioaktiivisten muovipartikkeleiden poistumista hiiren elimistöstä seurattiin PET-TT-kuvauksella 6, 12, 24 ja 48 tuntia annostelun jälkeen.

Radioaktiivisten muovipartikkeleiden poistumista hiiren elimistöstä seurattiin PET-TT-kuvauksella 6, 12, 24 ja 48 tuntia annostelun jälkeen. Kaavio: Outi Keinänen et al.

 

Tutkimuksessa käytettiin polystyreenipartikkeleita, joita oli neljää eri kokoa: 20 nm, 220 nm, 1 µm ja 6 µm. Radioleimattujen muovipartikkeleiden matkaa hiirten ruuansulatuselimistön läpi seurattiin kahden päivän ajan (48 tuntia) PET-TT-kuvauksen avulla.

Tuoreessa Scientific Reports -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa paljastui, että suurin osa muovipartikkeleista oli poistunut hiiristä luonnollista reittiä ulosteen mukana kahdessa päivässä. Muovipartikkeleiden siirtymistä ruuansulatuskanavasta muualle elimistöön ei juurikaan havaittu. Pienimmät muovipartikkelit poistuivat elimistöstä nopeammin verrattuna isompiin partikkeleihin.

Tulokset varmistettiin PET-kuvantamisen lisäksi mittaamalla hiirten kudosten ja elinten sisältämä radioaktiivisuus perusteellisesti. Radioleiman pysyvyys muovipartikkeleiden pinnalla varmistettiin keräämällä hiirten ruuansulatuskanava useana ajankohtana muovien annostelun jälkeen. Eri aikapisteissä lopetettujen hiirten ruuansulatuskanava leikattiin, jauhettiin ja siitä eroteltiin kokoon perustuen fraktioita. Vapaan radioleiman osuus oli hyvin pieni verrattuna edelleen muovipartikkeleissa kiinni olevaan radioleimaan. Tämä todisti, että seurattu radioaktiivisuussignaali kuvasi hyvin muovipartikkelien kulkua. 

Tutkimuksessa kartoitettiin ennen kaikkea PET-kuvantamisen hyödyllisyyttä mikro- ja nanomuovien tutkimuksessa. Tutkimus osoitti, että PET-kuvantaminen mahdollistaa muovipartikkeleiden tarkan seurannan elävissä eläimissä kajoamatta tarkasteltavaan kohteeseen. Näin ollen PET-kuvantamisesta voikin tulla hyvin tärkeä osa muovien terveysvaikutusten tutkimisessa nisäkkäissä.

– Hiirille annettiin vain yksi pieni annos polystyreenipartikkeleita, kun taas ihmiset altistuvat erilaisille mikro- ja nanomuoveille päivittäin, joten suoria johtopäätöksiä muovien kertymisestä ja vaikutuksista nisäkkäissä ei voida tämän tutkimuksen perusteella vetää, Outi Keinänen korostaa.

– Lisäksi ihmiset eivät ainoastaan niele muovia, vaan myös hengitysilmamme sisältää pieniä muovihiukkasia. Jatkotutkimuksia onkin siis tulossa, Keinänen lupaa.

Seuraavaksi tutkijat haluavat selvittää pitkäaikaisseurauksia, joita päivittäisellä altistumisella mikro- ja nanomuoveille on, samoin kuin hengitettyjen muovihiukkasten kertymistä hiirissä. Jatkotutkimuksissa aiotaan käyttää myös erilaisia muovimateriaaleja nyt tutkitun polystyreenin lisäksi.

Artikkelin tiedot:
Keinänen, O., Dayts, E.J., Rodriguez, C. et al. Harnessing PET to track micro- and nanoplastics in vivo. Scientific Reports 11, 11463 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-90929-6

Lisätietoja

Tutkijatohtori Outi Keinänen Helsingin yliopisto
p. +1 347 254 0421(USA)
sähköposti: outi.keinanen@helsinki.fi