Door het wijdverbreide gebruik van plastic producten zijn microplastics de afgelopen decennia alomtegenwoordig in het milieu. Belangrijker nog is dat uit steeds meer onderzoek blijkt dat deze microplastics zich in het menselijk lichaam kunnen ophopen; wetenschappers hebben ze gevonden in het bloed, de longen, de nieren, de lever, het voortplantingssysteem en zelfs de hersenen.
In het echte leven zijn microplastics overal. De lucht die we inademen, flessenwater, voedselverpakkingen, afhaalcontainers, enz. leiden onvermijdelijk tot onze blootstelling aan en inname van microplastics, die mogelijk meerdere organen en systemen in het menselijk lichaam kunnen beschadigen. Eerder onderzoek heeft zich over het algemeen gericht op het opsporen van de aanwezigheid van microplastics, het onthullen van hun potentiële toxische effecten en het verwijderen van microplastics uit het milieu. Voor microplastics die het menselijk lichaam al zijn binnengedrongen, bestaat er nog steeds geen effectieve eliminatiestrategie.
Onlangs hebben twee nieuwe onderzoeken door Chinese wetenschappers voor een nieuwe doorbraak gezorgd in de eliminatie van microplastics- waarbij nieuw ontdekte probiotica zijn gebruikt om microplastics uit het lichaam te adsorberen en de eliminatie ervan te bevorderen, terwijl tegelijkertijd de door microplastics veroorzaakte schade wordt hersteld.
Op 10 januari 2025 publiceerde een onderzoeksteam onder leiding van Dr. Rao Chitong, hoofdwetenschapper van Blue Crystal Microbiology, een onderzoeksartikel met de titel "Nieuwe probiotica die microplastics in vivo adsorberen en uitscheiden tonen potentiële voordelen voor de darmgezondheid" in het tijdschrift Frontiers in Microbiology.
Microplasticvervuiling door voedsel en water vormt een aanzienlijk risico voor de biologische gezondheid. Micro-organismen hebben het potentieel om microplastics uit het milieu te verwijderen, maar momenteel is er geen methode om deze niet-afbreekbare microplastics die al in het menselijk lichaam aanwezig zijn, te verwijderen. In deze nieuwe studie stelde het onderzoeksteam voor om probiotica te gebruiken om ingenomen microplasticdeeltjes in de darmen te adsorberen en te verwijderen.
Het onderzoeksteam gebruikte een screeningmethode met hoge- throughput om 784 bacteriestammen uitgebreid te evalueren om hun vermogen te bepalen om polystyreen van 0,1-micron- te adsorberen (PS, vaak gebruikt in apparaten, speelgoed, dagelijkse benodigdheden, plastic verpakkingen, bouwmaterialen en medische apparaten). Van deze stammen ontdekte het onderzoeksteam dat twee probiotica – Lactobacillus paracasei DT66 en Lactobacillus plantarum DT88 – het beste adsorptie-effect van microplasticdeeltjes in vivo vertoonden en effectief waren tegen verschillende soorten microplastics (PS, PE, PC, PP en PET).
Scanning-elektronenmicroscopie toonde aan dat de probiotica DT66 en DT88 microplastics konden adsorberen
Vervolgens voerde het onderzoeksteam in vivo dierproeven uit. Nadat muizen deze probiotica oraal hadden toegediend, waren de probiotica in staat microplastics als magneten te adsorberen, waardoor 'bacteriële-plastic klontjes' ontstonden, die vervolgens uit het lichaam werden uitgescheiden. Concreet nam de uitscheidingssnelheid van microplastics in het spijsverteringsstelsel van de muizen toe met 36%, en de hoeveelheid resterende microplasticdeeltjes in de darmen daalde met 67%.
Bovendien bevestigde deze studie ook dat de Lactobacillus plantarum DT88-stam darmontstekingen veroorzaakt door polystyreen (PS) microplastics kan verlichten. Samenvattend stelt deze studie een nieuwe probiotische strategie voor om microplastics-gerelateerde gezondheidsrisico's aan te pakken, waarbij het potentieel wordt benadrukt van het gebruik van specifieke probioticastammen om microplastics uit de darmomgeving te elimineren en deze risico's te verminderen.
Probiotica DT66 en DT88 bevorderen de eliminatie van microplastics
Op 1 februari 2025 publiceerde het team onder leiding van Rao Chitong van Lanjing Microbiology, in samenwerking met het team onder leiding van Wang Gang van de Jiangnan Universiteit, een onderzoeksartikel in het tijdschrift *Environmental Pollution* met de titel: "Melkzuurbacteriën verminderen door polystyreen micro- en nanoplastics-geïnduceerde toxiciteit door hun bio-bindende capaciteit en het herstelvermogen van de darmomgeving."
Microplastics zijn een nieuw opkomende milieuverontreinigende stof die de afgelopen jaren veel aandacht heeft gekregen. Momenteel wordt er veel onderzoek gedaan naar de toxische effecten van microplastics op dieren (vooral waterorganismen en zoogdieren), maar onderzoek en gegevens over het verminderen van de toxische effecten van blootstelling blijven zeer beperkt.
Melkzuurbacteriën (LAB, inclusief Lactobacillus) worden erkend als veilige probiotica van voedingskwaliteit-. Ze bezitten het vermogen om de darmbarrière te herstellen, de darmmicrobiota te reguleren en de immuniteit van de gastheer te moduleren. Ze hebben ook het vermogen om schadelijke stoffen bio te binden, waardoor ze mogelijk microplastics in het menselijk lichaam adsorberen en de accumulatie ervan verminderen, waardoor de potentiële toxiciteit wordt verminderd.
In deze nieuwe studie selecteerde het onderzoeksteam melkzuurbacteriën (DT11, DT22, DT33, DT55 en DT66) met verschillende in vitro microplastische bindingscapaciteiten om in te grijpen bij muizen die werden blootgesteld aan microplastics, waarbij hun effectiviteit werd onderzocht bij het verminderen van de toxiciteit veroorzaakt door blootstelling aan microplastics.
De resultaten toonden aan dat melkzuurbacteriën met een hoger microplastisch adsorptievermogen (DT11, DT33, DT55 en DT66, met adsorptiesnelheden van meer dan 60%) effectiever waren in het verlichten van de toxiciteit veroorzaakt door blootstelling aan microplastic. Het is echter opmerkelijk dat *Lactobacillus plantarum* DT22, ondanks dat het een lage microplastische adsorptie vertoont (ongeveer 10%), een cruciale rol speelde bij het opreguleren van de expressieniveaus van tight-junction-eiwitten (bijv. ZO-1) en het reguleren van de darmmicrobiota.
Lactobacillus-stammen die microplastische adsorptie vertoonden, zowel in vivo als in vitro, verminderden effectief de toxiciteit (bijvoorbeeld hepatotoxiciteit en testiculaire toxiciteit) veroorzaakt door blootstelling aan microplastic. Dit effect wordt bereikt via twee mogelijke mechanismen: ten eerste kan Lactobacillus microplastics adsorberen en de uitscheiding ervan in de ontlasting bevorderen, waardoor de accumulatie ervan in vivo wordt verminderd; ten tweede kan Lactobacillus de darmbarrière herstellen, de darmmicrobiota reguleren en de productie van vetzuren met korte -ketens (bijvoorbeeld butyraat) verhogen.
Lactobacillus vermindert door microplastics-geïnduceerde leverschade
Lactobacillus vermindert door microplastic-geïnduceerde schade aan de testis en de dikke darm
Deze resultaten geven aan dat het verzachtende effect van Lactobacillus op de microplastische toxiciteit niet alleen ligt in zijn biobindende capaciteit, maar ook in zijn vermogen om het beschadigde darmmilieu te herstellen. Met andere woorden: Lactobacillus is niet alleen een 'drager' in de darmen (die de uitscheiding van microplastics bevordert), maar ook een 'reparateur' (die door microplastics-geïnduceerde schade repareert). Daarom beveelt het onderzoeksteam aan om probiotische melkzuurbacteriën te gebruiken als dieetinterventie om de toxiciteit veroorzaakt door microplastics te verminderen. Over het geheel genomen bieden deze twee innovatieve bevindingen een geheel nieuwe benadering om het microplasticprobleem aan te pakken en openen ze nieuwe wegen voor het verbeteren van de darmgezondheid en het herstellen van het evenwicht in het darmmicrobioom, wat aanzienlijke gevolgen heeft voor het milieu en de gezondheid.
