Mikroplastiklerin Vücut İçindeki Hareketi NIR-II Floresan İzleyicilerle Canlı Takip Ediliyor

Mikroplastikler (MP), milimetrenin altında (<5 mm) ve nanometre boyutlarına kadar değişen plastik parçacıklar olarak tanımlanmakta ve günümüzde çevre ile kamu sağlığı açısından ciddi bir tehdit olarak görülmektedir. 1970’lerde ilk kez tanımlanan mikroplastikler, su, toprak, hava ve günlük kullanılan deterjanlar ile kozmetikler gibi ürünlerde yaygın olarak bulunmakta ve hatta bu parçacıklar insan vücuduna solunum veya sindirim yolu ile nüfuz etmektedir. Özellikle daha küçük boyutlu mikroplastik parçacıklar, karaciğer, akciğer, böbrek ve beyin gibi organlarda birikme riski taşıdığından, bu parçacıkların vücut içindeki davranışlarını ve biyolojik etkilerini anlamak büyük önem kazanmıştır. Bu kapsamda Tokyo Bilim Üniversitesi Tıp ve Robotik Mühendisliği Bölümü’nden Doçent Masakazu Umezawa liderliğindeki araştırma ekibi, ikinci yakın kızılötesi (NIR-II) biyolojik pencerede ışık yayan floresan mikroplastik partiküller geliştirdi. Bu gelişme, mikroplastiklerin derin dokularda gerçek zamanlı olarak görüntülenebilmesini mümkün kılıyor. Araştırma ekibinde yüksek lisans öğrencisi Ryo Nagasawa, yeni mezun Sota Inoue ve Profesör Kohei Soga gibi isimler yer aldı. Ekip, çalışmalarını Environmental Science: Advances dergisinde yayımladı. Doç. Umezawa, mikroplastiklerin vücutta nasıl hareket ettiği konusundaki belirsizliklerin çok fazla olduğunu belirterek, bu araştırmanın konuya yeni bir bakış kazandıracağını vurguladı. Mikroplastiklerin gerçek hayattaki düzensiz şekillerini taklit etmek için bilim insanları, çoğu araştırmada kullanılan düzgün küresel model partiküllerin aksine, düzensiz şekilli nano-mikroplastik parçacıklar sentezledi. Gerçek dünya plastikleri çevresel etkenlerle aşınıp kırıldığı için bu düzensiz parçalar, vücutta farklı biyolojik davranışlar gösterebiliyor. Ekip, polietilen tereftalat (PET) bazlı bu düzensiz floresan nano-MP’leri üretmeyi başardı ve farelerde gerçek zamanlı takibini gösterdi. Sonrasında ise bu sentez yöntemi, polipropilen (PP), polietilen (PE) ve polistiren (PS) gibi diğer yaygın plastik türlerini de kapsayacak şekilde geliştirildi. Bu yöntemde plastik granülleri uygun solvent içinde nanoskopik parçacıklara ayrıştırıldıktan sonra, IR-1061 adlı floresan boya yüklendi. PET, solventin plastik üzerinde neden olduğu şişme etkisi sayesinde boya ile rahatça bütünleşirken; PP, PE ve PS için bu işlem daha zordu. Bu plastikler 55°C’de nazikçe ısıtılarak polimer zincirlerinin genişlemesi sağlandı ve böylece boya içeriye girebildi. Parçacıkların kümelenmesini önlemek ve düzensiz şekillerin korunması için sığır serum albümini kullanıldı. Sonuçta su dispersiyonu yapılabilir, 30 ila 300 nanometre büyüklüğünde parçacıklar elde edildi. Bu partiküller, en az 30 gün boyunca floresan özelliklerinin %80’inden fazlasını koruyarak uzun süreli takip çalışmalarına olanak sağladı. Farelere oral yolla verilen bu floresan mikroplastikler, öncelikle mide içinde saatlerce kalıp daha sonra ince bağırsaklara geçerek dışkı ile atıldı. Gastrointestinal sistem dışındaki dokularda floresan sinyali saptanmadı; bu da bağırsaktan emilimin çok düşük olduğunu gösteriyor. Ayrıca, partikül boyutunun bağırsaktaki tutulma süresini etkilediği görüldü; daha küçük parçacıklar bağırsakta daha uzun süre kaldı. Araştırmacılar, ışıldayan Nile red boyasıyla yüklenmiş, düzensiz şekilli PET, PP ve PE mikroplastiklerin hücre içi alınımını in vitro (laboratuvar ortamında) da başarıyla gözlemledi. Fare fibroblast hücrelerinde, mikroplastiklerin 2.0 µg/mL gibi çok düşük konsantrasyonlarda bile hücrelere alındığı tespit edildi ki bu oran, daha önce küresel partiküllerle yapılan çalışmalardan çok daha düşük bir dozdur. Küresel plastik atıklarının 2016’da 188 milyon tondan 2040’ta yaklaşık 380 milyon tona ulaşmasının beklendiği günümüzde, mikroplastiklerin vücut içindeki kaderinin anlaşılması öncelikli bir konu haline gelmiştir. Gerçek dünya plastiklerine benzer morfolojide floresan yüklü mikroplastik modellerinin geliştirilmesi, kronik maruziyet etkilerini, giriş yollarını ve biyolojik dokularla etkileşimlerini uzun süreli şekilde incelemeyi mümkün kılarak risk değerlendirmelerinde önemli bir araç sunuyor. Doç. Umezawa, “Farklı kimyasal kompozisyonlara sahip ve NIR-II fluorofor yüklü mikroplastik modellerinin sentez yöntemlerinin geliştirilmesi, mikroplastiklerin çevresel ve biyolojik kaderinin daha iyi anlaşılmasını ve risk analizlerine destek olmasını sağlayacaktır” dedi. Bu çalışmalar, gıda ve hava yoluyla maruz kalınan mikroplastiklerin sağlık risklerinin düzenleyiciler tarafından daha etkili değerlendirilmesine zemin hazırlayan önemli bilimsel ilerlemeler olarak dikkat çekiyor. Araştırmaların detayları Environmental Science: Advances ve Journal of Nanoparticle Research dergilerinde yayımlanmıştır. Kaynak: https://phys.org/news/2026-03-real-imaging-microplastics-body-health.html