Nanoplásticos destroem o "intestino-fígado-cérebro": uma nova ameaça à doença de Alzheimer

Cientistas da Universidade Monash (Austrália) e da Universidade de Tecnologia do Sul da China (China) publicaram um estudo pré-clínico detalhado na Environmental Science & Technology demonstrando que doses equivalentes à poluição de fundo de nanoplásticos de poliestireno (PSNPs) podem não apenas melhorar as manifestações cerebrais clássicas da doença de Alzheimer (DA), mas também disseminar a patologia além do sistema nervoso central ao longo do eixo intestino-fígado-cérebro.

Pré-requisitos

A poluição plástica é um fator ambiental universal, e os nanoplásticos (<100 nm) permeiam todos os ecossistemas. Seu impacto na saúde tem levantado sérias preocupações nos últimos anos, mas suas ligações com doenças neurodegenerativas são pouco compreendidas.

Modelo e design

• Modelo animal: camundongos transgênicos APP/PS1 reproduzindo marcadores-chave da DA (acúmulo de β-amiloide, patologia tau).
• Exposição: A ingestão de 50 nm de PSNP na água potável em níveis de 0,1–1 mg/kg/dia por 12 semanas é uma faixa realista para humanos.
• Avaliação das funções cognitivas: teste do labirinto de Morris e reconhecimento de objetos.
  • Análise de tecidos:
  • Imuno-histoquímica cerebral (marcadores Iba1, GFAP, β-amiloide, p-tau)
  • Sequenciamento de 16S rRNA de fezes para microbiota
  • Histologia do fígado (coloração HE, Oil Red O)
  • Perfil sistêmico de citocinas plasmáticas (ELISA para IL-6, TNF-α)

Principais resultados

1. Neuroinflamação e neurodegeneração aceleradas

• Resposta microglial e astrocítica: O número de microglia Iba1⁺ e astrócitos GFAP⁺ no hipocampo e no córtex aumentou em 45–60% em comparação com APP/PS1 não exposto (p<0,01).
• Placas amilóides e p-tau: a área da placa aumentou em 35% e a tau fosforilada (p-tau) aumentou em 28% (p<0,05).
• Déficit cognitivo: No labirinto de Morris, o tempo para encontrar a plataforma escondida aumentou em 40%, e no teste de reconhecimento de objetos, o índice de discriminação caiu 30% (p<0,01).

2. Disbiose intestinal e “intestino permeável”

• Diminuição da diversidade α: o índice de Shannon na microbiota diminuiu em 20% (p<0,05).
• Aumento dos gêneros pró-inflamatórios: Escherichia/Shigella e Enterococcus aumentaram 60%, enquanto os Lactobacillus benéficos caíram 45%.
• Função de barreira intestinal: a expressão da proteína ZO-1 no epitélio diminuiu em 50%, o que foi acompanhado por um aumento de 2 vezes nos níveis de lipopolissacarídeos plasmáticos (LPS) (p<0,01).

3. Danos ao fígado e inflamação sistêmica

• Grau de esteatose: de acordo com a coloração Oil Red O, a proporção de inclusões gordurosas no fígado aumentou 3,5 vezes.
• Alterações semelhantes à hepatite: aumento da infiltração de fagócitos e fibrose sem álcool.
• Citocinas sistêmicas: IL-6 e TNF-α no plasma aumentaram em 2,0 e 1,8 vezes, respectivamente (p<0,01).

Mecanismo de propagação axial

Os pesquisadores propõem que os nanoplásticos desorganizam a microbiota, causando permeabilidade intestinal e translocação de endotoxinas bacterianas para o fígado. Lá, são criados danos metabólicos e inflamatórios que prejudicam a capacidade do fígado de desintoxicar neurotoxinas e aumentam os níveis sistêmicos de mediadores pró-inflamatórios. Esses fatores, quando liberados no cérebro, desencadeiam e aceleram os processos neurodegenerativos clássicos da DA.

Declarações dos autores

“Nossos dados demonstram pela primeira vez que os nanoplásticos agem não localmente, mas sistemicamente, agravando não apenas os aspectos cerebrais, mas também hepáticos e intestinais da doença de Alzheimer”, afirma o Prof. Pu Chun Ke, autor sênior. “Isso destaca a necessidade urgente de limitar a exposição ambiental às nanopartículas e de investigar medidas para proteger os tecidos de barreira do corpo.”

Na discussão, os autores destacam os seguintes pontos-chave:

• Efeito sistêmico dos nanoplásticos.
  "Nossos dados mostram que mesmo níveis ecologicamente realistas de nanoplásticos de poliestireno não se limitam a efeitos neurotóxicos locais, mas desencadeiam uma cascata de distúrbios inflamatórios e metabólicos ao longo do eixo intestino-fígado-cérebro", observa o Professor Pu Chun Ke.

• Destruição das funções de barreira.
  "A violação da integridade do epitélio intestinal e a subsequente translocação de endotoxinas microbianas para a corrente sanguínea sistêmica agravam significativamente não apenas os processos hepáticos, mas também os neuroinflamatórios", enfatiza o coautor Dr. Li Wang.

• Necessidade de controle ambiental:
  “Nossas descobertas exigem uma reconsideração dos níveis permitidos de nanoplásticos na água potável e em produtos alimentícios, e incentivam o desenvolvimento de estratégias de barreira e probióticas para proteção contra seus efeitos nocivos”, diz a Dra. Mei Zhang.

Perspectivas e Recomendações

• Controle ambiental: restringindo os limites para nanoplásticos na água potável e na cadeia alimentar.
• Monitoramento médico: em pacientes com demência do SNC, avaliar a condição do intestino e do fígado para disbiose e esteato-hepatite não alcoólica.
• Estudos futuros: avaliar o efeito de outros tipos de nanoplásticos (PET, PVC) e a possibilidade de neuroproteção por meio de probióticos ou terapia de barreira.

Este estudo coloca os nanoplásticos entre os novos fatores de risco para doenças sistêmicas e neurodegenerativas que exigem atenção imediata de ambientalistas e médicos.