Les microplastiques sont presque partout, avec de minuscules particules de plastique trouvées dans tout, des échantillons d'eau aux biopsies de tissus en passant par les spécimens d'autopsie. Aujourd’hui, pour la première fois, les scientifiques ont « vu » l’existence de ces microplastiques et leurs trajectoires de déplacement in vivo.Une équipe de recherche de l'University College London (UCL), de l'Université de Birmingham et de l'Université de Kingston a utilisé une technologie d'imagerie laser pour imager et suivre les microplastiques dans les tissus profonds de souris sans chirurgie, offrant ainsi une nouvelle perspective sur la façon dont les microplastiques migrent, s'accumulent et ont des effets à long terme sur la santé du corps.
La technologie, appelée « imagerie photoacoustique », émet de courtes impulsions de lumière laser dans les tissus, permettant aux particules microplastiques d'absorber l'énergie lumineuse et de générer des ondes sonores à haute fréquence. Le détecteur à ultrasons reçoit ensuite le signal et reconstruit l'image, cartographiant ainsi la répartition des microplastiques dans le corps. Différents microplastiques ont leurs propres empreintes digitales uniques d’absorption de la lumière, permettant aux chercheurs de distinguer et de cibler l’emplacement de ces particules dans des environnements tissulaires complexes. Dans l’expérience, les chercheurs ont injecté à des souris environ 0,5 milligramme de microplastique – « à peu près l’équivalent visuel d’une poignée de grains de sel très fins » – puis ont surveillé sa migration à travers les tissus vivants sur une période de temps prolongée.
Stephen Patrick, maître de conférences en imagerie médicale à l'University College de Londres, a déclaré que l'équipe pouvait suivre avec précision le mouvement des microplastiques sur une échelle de temps de plusieurs mois au lieu de quelques jours, plus proche de leur comportement réel dans le corps humain. La recherche montre que cette méthode peut être utilisée pour obtenir des observations plus détaillées sur l’endroit où les microplastiques s’accumulent dans le corps, combien de temps ils restent et s’ils sont impliqués dans l’apparition de maladies du cerveau, des vaisseaux sanguins et d’autres organes. La base de cette méthode d’imagerie réside dans les pigments ajoutés aux produits plastiques de consommation à des fins de coloration. Ces pigments fournissent des signaux identifiables pour l'imagerie photoacoustique.
Actuellement, les microplastiques noirs, gris, verts et bleus sont les plus faciles à détecter. L'équipe de recherche a donc sélectionné comme sources d'échantillons des objets en plastique courants dans la vie quotidienne, tels que des capuchons noirs de stylos à bille et des bouchons verts de bouteilles de boissons. Des études antérieures ont montré que les bouchons de bouteilles libèrent des particules microplastiques lors du processus de serrage et de dévissage. Patrick a souligné que si la distribution typique des couleurs microplastiques dans le corps humain peut être comprise, le contenu global peut être estimé plus précisément sur la base de la « partie visible ». Les estimations actuelles de la quantité totale de microplastiques dans le corps sont encore prudentes, mais elle a réussi à identifier plusieurs types courants de microplastiques, notamment le polypropylène, largement utilisé dans les récipients alimentaires et les tasses à café, et le polyéthylène, présent dans les sacs en plastique à usage unique.
Les inquiétudes concernant l’impact des microplastiques sur la santé humaine se multiplient. Ils ont été trouvés dans le sang, les organes et les tissus et ont été associés à divers risques pour la santé, notamment le cancer, l'infarctus du myocarde et des problèmes de reproduction. Cependant, les études précédentes reposaient souvent sur l’analyse des tissus après biopsie ou dissection, ce qui présentait des limites évidentes dans la dimension temporelle, ce qui rendait difficile la véritable présentation du processus dynamique de migration et d’accumulation à long terme de microplastiques in vivo. Dans le même temps, les méthodes traditionnelles de marquage chimique peuvent non seulement modifier le comportement initial des microplastiques, mais aussi facilement considérer à tort les substances lipidiques présentes dans le corps comme des signaux microplastiques.
Patrick a déclaré que dans certaines méthodes existantes, les niveaux élevés de « polyéthylène » détectés dans les tissus cérébraux sont probablement des signaux d'acides gras confondus avec des microplastiques. En revanche, la graisse corporelle ne produit pas de signaux confus au niveau des bandes d’imagerie photoacoustique actuellement utilisées, mais l’équipe doit encore confirmer que d’autres pigments potentiels ne provoquent pas d’interférences similaires. Il a été prouvé que la nouvelle technologie est capable de détecter des particules microplastiques individuelles d’une taille d’environ 45 microns, ce qui est plus petit que le diamètre d’un cheveu humain moyen.
Pour les particules plus petites, notamment les nanoplastiques, les expériences actuelles n’ont pas été entièrement validées, mais des résultats non publiés montrent que la détection est théoriquement possible à des concentrations aussi élevées que celles rapportées dans des études précédentes (à l’échelle faible du mg/ml). À des concentrations plus faibles, la détection sera plus difficile. Patrick estime qu'il y a encore place à une amélioration significative de la précision technique en introduisant davantage de « techniques » et un traitement d'image plus complexe dans les liaisons d'acquisition et de traitement du signal, car les travaux actuels n'utilisent que des configurations système et des solutions de traitement d'image relativement simples.
Dans les futures études cliniques, il serait idéal de valider de manière croisée les mesures obtenues à partir de l’imagerie photoacoustique avec d’autres méthodes indépendantes, telles que l’utilisation d’échantillons provenant de patients ayant subi une résection tissulaire pour le diagnostic ou le traitement d’une maladie. Une telle validation est considérée comme une étape nécessaire avant que la technologie puisse être utilisée de manière indépendante en clinique pour évaluer la charge microplastique chez les patients. Les orientations de recherche de suivi peuvent inclure : l'analyse systématique des mécanismes de transport, de rétention et d'élimination des microplastiques dans le corps, l'exploration de la manière dont ces processus changent en fonction de la taille, de la forme et des pathologies sous-jacentes, et l'analyse plus approfondie de leur association avec des pathologies telles que les maladies vasculaires et la cirrhose du foie.