Микропластик с «короной» из сывороточных белков сбивает работу нейронов и микроглии

Учёные из DGIST (Южная Корея) показали: когда микропластик попадает в биосреды (например, кровь), он быстро «обрастает» белками - формирует так называемую protein corona. В эксперименте такие «окоронованные» частицы вызывали у нейронов и микроглии выраженные перестройки протеома: страдали белковый синтез, обработка РНК, липидный обмен и транспорт между ядром и цитоплазмой; одновременно включались воспалительные сигналы. Вывод: микропластик, связанный с белками, может быть биологически опаснее, чем «голые» частицы. Статья вышла в Environmental Science & Technology.

Фон исследования

• Микро- и нанопластик (MNP) уже находят в тканях человека, включая мозг. В 2024-2025 гг. независимые группы подтвердили наличие MNP в печени, почках и головном мозге умерших людей и показали рост концентраций со временем. Отдельное исследование обнаружило микропластик в обонятельной луковице, что указывает на носовой «обходной путь» в ЦНС.
• Как частицы попадают в мозг. Помимо обонятельного тракта, многочисленные работы на животных и обзоры указывают на возможность преодоления гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) микронано-пластиками с последующим нейровоспалением и нарушением функций нервной ткани.
• «Белковая корона» определяет биологическую идентичность частиц. В биосредах поверхности наночастиц быстро покрываются адсорбированными белками (protein corona), и именно корона задаёт, какие рецепторы «узнают» частицу, как она распределяется по органам и насколько токсична. Это хорошо описано в нанотоксикологии и все шире переносится на микро-/нанопластик.
• Что знали про нейротоксичность до сих пор. Эксперименты in vivo и обзоры связывали воздействие MNP с повышенной проницаемостью ГЭБ, активацией микроглии, оксидативным стрессом и когнитивными нарушениями; однако механистические данные на уровне протеома именно нейронов и микроглии человека были ограничены.
• Какую «дыру» закрывает новая работа из Environmental Science & Technology. Авторы впервые системно сравнили эффекты «окоронованных» сывороточными белками микропластиков против «голых» частиц на протеом нейронов и микроглии, показывая, что именно корона усиливает неблагоприятные сдвиги в фундаментальных клеточных процессах. Это сближает экологическую проблему MNP с конкретными молекулярными механизмами риска для мозга.
• Зачем это важно для оценки риска. Лабораторные тесты токсичности пластика без учёта короны могут недооценивать опасность; корректнее моделировать воздействие частиц в присутствии белков (кровь, ликвор), что уже рекомендуют обзорные работы.

Что именно сделали

• В лаборатории инкубировали микропластик в мышиной сыворотке, чтобы на поверхности частиц образовалась белковая «корона», затем воздействовали этими частицами на клетки мозга: культивируемые нейроны (мышиные) и микроглию (человеческую линию). После экспозиции исследовали протеом клеток с помощью масс-спектрометрии.
• Для сравнения оценивали и эффект «голого» микропластика (без короны). Это позволило выяснить, какую долю токсического сигнала приносит именно белковая оболочка на частице.

Ключевые результаты

• Белковая корона меняет «личность» пластика. Как и ожидалось по законам нанотоксикологии, в сыворотке микрочастицы адсорбируют гетерогенный слой белков. Такие комплексы вызывали гораздо более выраженные сдвиги экспрессии белков в клетках мозга, чем «голые» частицы.
• Попадание по базовым процессам клетки. При «коронованном» микропластике снижались компоненты машины трансляции и обработки РНК, смещались пути липидного метаболизма и нарушался нуклео-цитоплазматический транспорт - то есть страдали «фундаментальные» функции выживания и пластичности нервной клетки.
• Включение воспаления и распознавания. Авторы описали активацию воспалительных программ и путей клеточного распознавания частиц, что может способствовать накоплению микропластика в мозге и хроническому раздражению иммунных клеток мозга.

Почему это важно

• В реальной жизни микро- и нанопластик почти никогда не «голые»: они тут же покрываются белками, липидами и другими молекулами среды - короной, которая определяет, как частица взаимодействует с клетками, проходит ли гематоэнцефалический барьер и какие рецепторы её «видят». Новая работа прямо показывает, что именно корона может усиливать нейротоксический потенциал.
• Контекст усиливает тревогу: независимые исследования находили микропластик в обонятельной луковице человека и даже рост его содержания в мозге умерших людей; обзоры обсуждают пути проникновения через ГЭБ, оксидативный стресс и нейровоспаление.

Как это соотносится с предыдущими данными

• Для наночастиц давно описано: состав короны диктует «биологическую идентичность» и захват макрофагами/микроглией; для микропластика набирается аналогичный массив данных, включая работы о воздействии короны из ЖКТ/сыворотки на клеточный захват. Новая статья - один из первых подробных протеомных разборов именно в клетках мозга.

Ограничения

• Это клеточная модель in vitro: она показывает механизмы, но не отвечает напрямую на вопросы доз, длительности и обратимости эффектов в организме.
• Использовались определённые типы частиц и белковой короны; в реальной среде состав короны меняется (кровь, ликвор, слизь дыхательных путей и т. д.), а вместе с ним - и биологические эффекты. Нужны животные модели и биомониторинг у людей.

Что это может значить для оценки риска и политики

• Тест-системы токсичности пластика должны включать этап «окоронации» в релевантных биожидкостях (кровь, ликвор), иначе мы недооцениваем риск.
• Для регуляторов и промышленности это аргумент снижать эмиссию микропластика, ускорять разработку материалов с меньшим сродством к белковым коронам и инвестировать в мониторинг попадания пластика в пищу, воздух и воду. Обзоры подчёркивают, что стандартизация измерений и учёт короны - ближайшие приоритеты.

Что делать читателю уже сегодня

• Снижать контакт с источниками микропластика: выбирать водопроводную воду с фильтрацией вместо бутилированной, по возможности избегать нагрева еды в пластике, стирать синтетику при низких оборотах/с фильтрами для микроволокон. (Эти советы не взяты из статьи, но соответствуют текущим обзорам риска.)

Источник: Ashim J. и соавт. Protein Microplastic Coronation Complexes Trigger Proteome Changes in Brain-Derived Neuronal and Glial Cells. Environmental Science & Technology.https://doi.org/10.1021/acs.est.5c04146