Microplastiques: Nouveaux protocoles et IA pour les détecter

La présence omniprésente de la pollution plastique a conduit à une réalité troublante : les particules micro et nanoplastiques (MNPs) sont désormais détectées de manière routinière dans presque toutes les parties du corps humain, du cerveau et de la circulation sanguine à des endroits moins attendus comme les testicules et le lait maternel. Cette contamination généralisée soulève naturellement une question cruciale : ces envahisseurs microscopiques sont-ils néfastes pour notre santé ? Bien que la réponse intuitive puisse sembler évidente — il est difficile d’imaginer que le plastique puisse bénéficier à la biologie humaine —, des essais humains définitifs confirmant un lien de causalité direct entre l’exposition aux microplastiques et des problèmes de santé restent insaisissables. La recherche actuelle a principalement établi des corrélations, qui, bien que préoccupantes, ne sont pas encore concluantes.

Le principal obstacle pour répondre à cette question pressante réside dans un défi scientifique fondamental : l’absence de protocoles standardisés pour mesurer et analyser avec précision les micro et nanoplastiques (MNPs) au sein d’échantillons biologiques complexes. Il ne s’agit pas simplement de lancer des études ; les chercheurs ont d’abord besoin de méthodes fiables pour quantifier la concentration et déterminer la composition de ces particules dans les organismes vivants. Selon une étude récente publiée dans Nature Reviews Bioengineering, une équipe de chercheurs a commencé à tracer une voie à suivre, décrivant les meilleures pratiques pour guider les futures investigations.

Une partie significative du problème découle des diverses compositions chimiques et physiques des échantillons biologiques eux-mêmes. Comme l’a expliqué Baoshan Xing, professeur de chimie environnementale et des sols à UMass Amherst et auteur principal de l’étude, la nature fibreuse d’une plante, les graisses et les protéines dans un corps humain, ou la lignine dans un arbre, présentent chacune des défis analytiques uniques. Les techniques de détection existantes sont souvent optimisées pour des milieux plus simples, tels que l’eau, et rencontrent des difficultés lorsqu’elles sont appliquées aux matrices complexes des tissus biologiques. Par conséquent, les chercheurs soulignent la nécessité d’optimiser les stratégies de préparation, de séparation, d’enrichissement et de détection des MNPs, en adaptant ces approches à la catégorie spécifique d’organisme étudié. L’absence actuelle d’une méthodologie unifiée, a noté Xing, a été un obstacle majeur.

La complexité de l’analyse est encore accrue par l’hypothèse courante, mais potentiellement erronée, selon laquelle les MNPs sont uniformément sphériques. En réalité, leurs formes peuvent être très irrégulières, un facteur ayant des implications significatives sur la manière dont ces particules traversent et interagissent au sein des systèmes biologiques. La forme des particules, ainsi que les caractéristiques de leur surface, peuvent influencer l’endroit où les MNPs s’accumulent et si elles piègent ou transportent des substances toxiques dans de petites niches ou cavités. Par conséquent, l’équipe de recherche préconise le développement de protocoles robustes capables de caractériser avec précision non seulement les types de polymères, mais aussi les formes et les caractéristiques de surface précises des MNPs.

L’analyse d’une telle multitude de caractéristiques à travers divers échantillons est une tâche immense. Heureusement, les avancées technologiques offrent une solution prometteuse. L’étude souligne que les algorithmes d’apprentissage automatique peuvent réduire considérablement le temps de travail et le coût associés à l’identification et à la caractérisation des MNPs. Cette puissance de calcul devrait accélérer considérablement le processus de recherche.

Malgré les complexités, il y a un sentiment croissant d’optimisme au sein de la communauté scientifique. Xing anticipe que le jour n’est pas loin où les scientifiques posséderont les capacités de détecter, caractériser et quantifier précisément les MNPs dans les échantillons biologiques, ouvrant la voie à une compréhension plus claire de leurs impacts sur la santé. Entre-temps, à mesure que la recherche progresse, certains conseils préliminaires ont émergé, tels que reconsidérer des habitudes comme mâcher du chewing-gum, qui s’est avéré libérer des milliers de particules microplastiques dans la salive.