ナノプラスチックは魚の肝臓と筋肉で生物蓄積され、慢性暴露後にDNA損傷を引き起こす

プラスチック廃棄物による広範な惑星の汚染の程度を完全に捕捉することは困難です。ナノプラスチック（NPS）は現在、プラスチックごみに関する研究の中心にあります。これは、分析的な課題と生物の危険な影響を引き起こす可能性の両方についてです。ただし、この学際的な分野にはまだ多くの未回答の質問があり、重要な欠落部分は、in vivo曝露後の魚組織のNPの定量化です。まだ非常に未開拓の別の関連する質問は、NPへの慢性的な曝露が魚の健康にどのように影響するかです。この研究の目的は、これらの関連する知識ギャップの両方に回答を提供することです。この目的のために、金魚（Carassius auratus）を44 nmポリスチレン（PS）-NPに30日間水経由で曝露しました。曝露後、高解像度の質量分析に結合されたサイズ除外クロマトグラフィーにより、胃腸管、肝臓、筋肉をPS-NPS分析のためにサンプリングしました。PS-NPは、筋肉よりも肝臓の濃度が高いすべての肝臓および筋肉サンプルで検出されましたが、胃腸管ではPS-NPは検出されませんでした。それにもかかわらず、PS-NPへの曝露は、血漿中の血液学的パラメーターの変化やコルチゾールおよびグルコースレベルの変化を誘発しませんでした。一方、比較的低い濃度のPS-NPでさえ、赤血球核の異常の増加によって測定されたDNA損傷を引き起こすことができ、PS-NPが細胞核に到達して遺伝毒性を引き起こすことを示唆しています。これらの結果は、PS-NPが慢性暴露後に筋肉を釣りに行く方法を初めて見つけます。ここでは、魚の生存も血液学的または生理学的ストレス指標を変えないことを示しています。魚の筋肉にPS-NPが蓄積することは、小型のプラスチックへの暴露の可能性としての人間の健康に対する脅威を表すことができます。現在は、食用魚種の将来の研究のために、モデル魚種が窓を開いています。

The extent of the widespread, planetary contamination by plastic waste is difficult to fully capture. Nanoplastics (NPs) are currently in the center of research concerning plastic litter, both for the analytical challenges they pose and for their potential to provoke hazardous effects in organisms. However, there are still many unanswered questions in this multidisciplinary field, with a crucial missing piece being the quantification of NPs in fish tissues after in vivo exposures. Another relevant question that is still greatly unexplored is how a chronic exposure to NPs will affect fish health. This study aims to provide answers to both of these relevant knowledge gaps. To this end, goldfish (Carassius auratus) were exposed to 44 nm polystyrene (PS)-NPs via water for 30 days. Following the exposure, gastrointestinal tract, liver and muscle were sampled for PS-NPs analysis by means of size exclusion chromatography coupled to high resolution mass spectrometry. PS-NPs were detected in all liver and muscle samples of exposed fish, with higher concentrations in liver than in muscle, whereas no PS-NPs were detected in the gastrointestinal tract. Nevertheless, exposure to PS-NPs did not induce changes in hematology parameters nor in cortisol and glucose levels in plasma. On the other hand, even a relatively low concentration of PS-NPs was able to cause DNA damage, measured by an increase in erythrocyte nuclear abnormalities, suggesting that PS-NPs can reach the cell nucleus and cause genotoxicity. These results show for the first time that PS-NPs find their way to fish muscle after chronic exposure, where they bioaccumulate, but do not alter fish survival nor hematological or physiological stress indicators. The accumulation of PS-NPs in fish muscle can represent a threat to human health as a possible route of exposure to small-sized plastics. The present results in a model fish species open windows for future studies in edible fish species.