Studio dell’ecotossicità di tre polimeri plastici solubili in acqua a concentrazioni ambientalmente rilevanti su embrioni di Zebrafish

The studies conducted by Binelli et al. (2023, 2024) focus on the analysis of specific water-soluble synthetic polymers (Water Soluble Polymers, WSP) as a potential solution to the problem of plastic pollution. In particular, the researchers examined polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), and polyacrylic acid (PAA), highlighting both the possible advantages and the risks associated with their use. To assess the effects of these polymers on the environment and aquatic organisms, experiments were conducted on Danio rerio (zebrafish) embryos at 120 hours post-fertilization (120 hpf). Danio rerio is widely used in environmental toxicology studies due to its sensitivity to many contaminants and the ease with which behavioral and molecular effects can be observed. During the experimental trials, different concentrations of PVP, PEG, and PAA were tested: 0.001 mg/L, 0.5 mg/L, and 1 mg/L, which correspond to environmentally relevant concentrations, as they are similar to some water-soluble polymer concentrations reported in scientific literature. The objective of this study was to detect possible alterations in swimming behavior by measuring parameters such as distance traveled, speed, and mobility, as well as to identify changes in specific molecular and cellular biomarkers that could indicate states of biological stress or cellular alterations. Furthermore, the researchers conducted ecotoxicoproteomic analyses, focusing on the proteome of zebrafish embryos to identify possible variations in protein expression following exposure to the polymers.

Gli studi condotti da Binelli et al. (2023, 2024) si concentrano sull’analisi di specifici polimeri sintetici solubili in acqua (Water Soluble Polymers, WSP) come potenziale soluzione al problema dell’inquinamento da plastica. In particolare, i ricercatori hanno esaminato il polivinil pirrolidone (PVP), il glicole polietilenico (PEG) e l’acido poliacrilico (PAA), evidenziandone sia i possibili vantaggi sia i rischi associati al loro impiego. Per valutare gli effetti di questi polimeri sull’ambiente e sugli organismi acquatici, gli esperimenti sono stati condotti su embrioni di Danio rerio (zebrafish) a 120 ore post-fertilizzazione (120 hpf). Il Danio rerio è ampiamente utilizzato negli studi di tossicologia ambientale, grazie alla sensibilità che mostra nei confronti di molti contaminanti e alla facilità con cui se ne possono osservare gli effetti a livello comportamentale e molecolare. Nel corso delle prove sperimentali, sono state testate diverse concentrazioni di PVP, PEG e PAA: 0.001 mg/L, 0.5 mg/L e 1 mg/L che corrispondono a concentrazioni ambientalmente rilevanti, poiché simili ad alcune concentrazioni di polimeri solubili in acqua presenti in letteratura scientifica. L’obiettivo di questo lavoro è stato quello di rilevare eventuali alterazioni nel comportamento natatorio, misurando parametri quali distanza percorsa, velocità e mobilità, nonché di individuare modifiche in specifici biomarker molecolari e cellulari che potessero indicare stati di stress biologico o alterazioni a livello cellulare. Inoltre, i ricercatori hanno condotto analisi di ecotossiproteomica, focalizzandosi sul proteoma degli embrioni di zebrafish per identificare possibili variazioni nell’espressione delle proteine in seguito all’esposizione ai polimeri.