浮遊プラスチック粒子の逆細胞培養モデル

プラスチック廃棄物は大きな環境問題となっています。ますます多くの研究が、細胞培養システムにおける摂取と効果に関するマイクロプラスチック粒子を調査しています。個々のプラスチック材料は、分子構造、組成、サイズ分布、材料密度が異なり、毒性効果に関しても異なる場合があります。細胞培養培地（ポリエチレン（PE）など）よりも低密度のプラスチック粒子は、インキュベーション中に浮かぶため、in vitroでのアッセイに特定の問題を引き起こし、したがって培養皿の底にある細胞に接触しません。したがって、浮遊塑性粒子の細胞効果を調査するための実用的で使いやすいin vitro逆細胞培養モデルを開発しました。浮遊PE粒子を使用した細胞毒性試験を実行して、逆細胞モデルの有用性を実証しました。オーバーヘッド培養でインキュベートされたPE粒子は、HEPG2細胞に対して細胞毒性がありましたが、同じ栽培条件下では、反転を除き、細胞毒性は発生しませんでした。これらの肯定的な結果は、PE粒子の効果を検出するために反転した細胞培養が必要であり、細胞に対するフローティング粒子の影響のより正確な推定を得るために、細胞培養条件を粒子の物理化学的特性に適応させる必要性を強調していることを示しています。

Plastic waste has become a major environmental problem. An increasing number of studies investigate microplastic particles with regard to their uptake and effects in cell culture systems. Individual plastic materials vary in their molecular structure, composition, size distribution, material density, and may also differ with respect to their toxicological effects. Plastic particles with lower densities than the cell culture medium, for example polyethylene (PE), pose a particular problem for in vitro assays as they float up during the incubation and thus do not contact the cells located on the bottom of the culture dish. We thus developed a practical and easy-to-use in vitro inverse cell culture model for investigating cellular effects of floating plastic particles. Cytotoxicity tests with floating PE particles were performed to demonstrate the utility of the inverted cell model. PE particles incubated in overhead culture were cytotoxic to HepG2 cells, while under the same cultivation conditions, except for inversion, no cytotoxicity occurred. These positive results demonstrate that inverted cell culture was required to detect the effects of PE particles and underlines the necessity to adapt cell culture conditions to the physicochemical properties of particles in order to obtain a more accurate estimate of the effects of floating particles on cells.