Vous ne pouvez pas voir les nanoplastiques à l'œil nu, mais ils sont partout – y compris votre corps.
Plus minuscules que les microplastiques les plus connus, ces particules en plastique vont d'un nanomètre à un micromètre de taille; Un cheveux humains, en comparaison, a environ 100 micromètres d'épaisseur.
Les nanoplastiques sont présents dans l'eau potable, la nourriture et l'air, et ont été détectés à la fois dans l'eau du robinet et dans l'eau en bouteille. Ils sont largement détectés dans l'environnement. «
Huiyuan Guo, professeur adjoint de chimie, Université de Binghamton
Guo et professeur agrégé de sciences biologiques, Anthony Fiumera, a récemment reçu une subvention de 500 000 $ de la National Science Foundation pour enquêter sur la façon dont les nanoplastiques passent des mères à leur progéniture. Le projet interdisciplinaire créera des versions spéciales traçables de ces particules pour voir exactement comment elles se déplacent dans les organismes et comprennent pourquoi elles causent des dommages qui peuvent durer des générations.
Les chercheurs utiliseront Daphnia Magnaune minuscule espèce de crustacée d'eau douce communément appelée les puces d'eau, comme modèle animal. La daphnie, qui ont des corps transparents, se reproduisent rapidement et sont sensibles au stress environnemental; Ils sont souvent utilisés comme espèces d'indicateurs dans les tests de toxicité environnementale, a expliqué Fiumère.
« Ils sont en fait un excellent modèle pour étudier l'héritage transgénérationnel ou épigénétique », a-t-il ajouté. « Ils sont également étonnamment similaires aux humains de la manière dont cela fonctionne. »
La recherche a déjà démontré que les nanoplastiques peuvent affecter les espèces aquatiques telles que la daphnie, affectant leur survie et leurs capacités de reproduction; D'autres recherches ont étudié la toxicité potentielle au niveau moléculaire. Cependant, cette recherche se concentre généralement sur une génération ou des effets à court terme de la toxicité, a déclaré Guo.
Les puces d'eau sont proches du fond de la chaîne alimentaire, se nourrissant de petites particules telles que des algues. À son tour, la daphnie est une nourriture pour le poisson et d'autres animaux; Ce qui les affecte peut ainsi finir par affecter d'autres espèces dans la chaîne alimentaire d'un écosystème.
Détecter les nanoplastiques
Une mère Daphnie peut transmettre directement les minuscules particules en plastique à sa progéniture. En fait, le laboratoire de Guo a déjà publié des recherches sur la façon dont les nanoplastiques peuvent transférer des intestins d'une daphnie à d'autres parties du corps; À partir de là, ils exploreront comment ces minuscules particules peuvent violer la barrière biologique entre la mère et la progéniture.
Tout d'abord, cependant, les chercheurs doivent détecter les minuscules particules, un exploit difficile.
« C'est pourquoi notre premier objectif est de développer un modèle nanoplastique détectable », a déclaré Guo. « Nous pouvons l'utiliser pour mieux comprendre comment ils se transfèrent d'une génération à l'autre. »
Ils utiliseront deux approches pour détecter les nanoplastiques dans la daphnie: spectroscopie Raman améliorée à surface confocale (SERS) et spectrométrie de masse plasmatique à couplage inductif (ICP-MS).
Ils examineront également comment les nanoparticules affectent l'expression des gènes chez la mère, sa progéniture et les générations ultérieures.
« Il est possible que ces particules soient transférées physiquement, mais il est également possible que des changements dans l'expression des gènes soient hérités en plus des nanoparticules réelles », a déclaré Fiumera. « C'est l'une des choses que nous essayons de comprendre: quelle est l'importance du transfert de particules réel par rapport au transfert de ces effets épigénétiques? »
Alors que la subvention dure trois ans, Guo et Fiumera prévoient de poursuivre leur travail depuis longtemps, en examinant différents modèles animaux et en répondant à des questions supplémentaires.
En voici un. Les plastiques sont traditionnellement à base de pétrole; Cependant, les dernières années ont vu le développement et l'adoption de bioplastiques, fabriqués à partir de sources de biomasse renouvelables, comme alternative écologique. Comment le passage aux bioplastiques pourrait-il affecter l'environnement à long terme?
« Certains de ces plastiques sont considérés comme biodégradables. Cependant, cette biodégradabilité signifie également qu'elles sont plus susceptibles de devenir des particules plus petites comme les nanoplastiques », a déclaré Guo. « Comment savez-vous lequel est plus sûr? »
Pour répondre à cette question, les chercheurs compareront les différents types de nanoplastiques pour voir lesquels sont plus toxiques et qui sont plus facilement transmis aux générations futures.
Les générations futures sont également un objectif d'une manière différente: une composante de sensibilisation communautaire cherche à favoriser la prochaine génération de scientifiques, en collaboration avec le programme de professeurs Master State de New York et le Go Green Institute, qui offre une expérience d'apprentissage pratique intensive de 10 jours pour les étudiants intermédiaires et secondaires.
Certains cours de laboratoire universitaire et de première année étudient déjà Daphnia, a déclaré Guo. Les chercheurs proposent d'intégrer leur projet dans un cours de recherche de premier cycle à l'université et aux kits scientifiques liés aux tests pilotes via le camp d'été du Go Green Institute. Ces kits peuvent ensuite être distribués aux écoles de la maternelle à la 12e année et à la communauté locale pour mener leurs propres recherches sur l'impact environnemental du plastique.
« C'est un pipeline pour offrir une expérience de recherche authentique à autant d'étudiants que possible », a déclaré Fiumera.
