Mikromuovit voivat kulkeutua solukalvon läpi

Itä-Suomen yliopiston farmasian laitoksen tutkijat selvittivät molekyylimallinnuksella nanokokoisten mikromuovien käyttäytymistä ja kulkeutumista solukalvon kaltaisissa kaksoiskalvorakenteissa. Yksinkertaisissa simulaatioissa käytettiin yleisiä ja tunnettuja PET- ja PE-muovien eli polyeteenitereftalaatin ja polyeteenin osasia.

Yliopistotutkija Maija Lahtela-Kakkosen mukaan tutkimuksen yllättävin tulos oli PE-muovin oligomeeri-yhdisteen kulkeutuminen lipidikerrokseen asti. PET-hiukkaset taas hakeutuivat simulaatiossa osittain kalvon pintaosiin ja läpäisivät kalvon melko hyvin. Lipidikalvorakenteiden ominaisuuksiin yksittäiset muovit eivät tämän tutkimuksen mukaan vaikuttaneet merkittävästi.

Jauhettujen PE- ja PET-muovien kalvonläpäisevyyttä tutkittiin myös PAMPA -menetelmällä (Parallel Artificial Membrane Permeability Assay). Sitä on käytetty lääkkeiden passiivisen imeytymisen tutkimiseen. PAMPA -menetelmällä tutkittiin keinotekoisen kalvon läpäisseen muovin määrää, jota mitattiin NMR -spektroskopialla (Nuclear Magnetic Resonance) tietyin aikavälein.

PAMPA-kokeissa PE-muovi läpäisi kalvon osittain, mutta ajan myötä kalvonläpäisevyys hidastui merkittävästi. Tämä johtui luultavasti muovin kertymisestä kalvoon. Kokeellisissa tuloksissa havaittiin samansuuntaisia ilmiöitä kuin simulaatioissa.

Uusia tutkimustuloksia tulossa

Muovin mahdolliset terveyshaitat voivat johtua muoviyhdisteestä tai sen kuljettamista ympäristömyrkyistä. Monien rasvaliukoisten ympäristömyrkkyjen ja raskasmetallien tiedetään voivan tarttua pienten muovihiukkasten pintaan.

– Alustavien tutkimustulosten mukaan soluissa on havaittu muutoksia, kun ne on altistettu mikromuoveille, Lahtela-Kakkonen kertoo.

Itä-Suomen yliopiston tutkimus antaa pohjaa kehittää tietokonesimulaatioita ja kokeellisia menetelmiä edelleen mikromuovitutkimuksen tarpeisiin. Lisätietoa kaivataan mikromuovin aktiivisesta kulkeutumisesta, kuten kuljetinproteiineihin sitoutumisesta, solusyönnin mahdollisuudesta ja toksisista vaikutuksista soluihin.

Lahtela-Kakkosen mukaan jatkotutkimuksista saadaan uutta tietoa vielä tänä keväänä. Yhdessä tutkimuksessa keskitytään useampaan muovin raaka-aineeseen ja niiden käyttäytymiseen lipidikaksoiskalvoissa.

– Kokeilemme myös toista kokeellista menetelmää, jossa käytetään oikeita soluja kalvorakenteiden sijasta. Näin meillä olisi realistisempi tilannekuva mikromuovien passiivisesta kulkeutumisesta soluihin. Lisäksi teemme yhteistyötä toksikologian professori Jaana Rysän ryhmän kanssa. Ryhmä tutkii mikromuovien vaikutuksia ihmisen soluille.

Lisätietoja:

Järvenpää J. ym. 2022. PE and PET oligomers’ interplay with membrane bilayers. Sci Rep 12, 2234.
https://doi.org/10.1038/s41598-022-06217-4