Terugblik SYMPOSIUM: Microplastics and human health research in The Netherlands – State of the Science
Belang van onderzoek
Dagvoorzitter Juliette Legler opende het symposium met algemene informatie over het programma Microplastics & Human Health van ZonMw. Programmamanager Frank Pierik lichtte dat verder toe met de nadruk op de beoogde doelen van het programma. Hij wees op de impact van microplastics op onze gezondheid en het belang van gezondheidsonderzoek naar micro- en nanoplastics (MNPs). De doorbraakprojecten krijgen een vervolg in MOMENTUM.
Projectcoördinator Juliette Legler en co-coördinator Dick Vethaak benadrukten de omvang van het consortium, met 27 partners uit zowel de industrie als het onderzoek. De driejarige financiering van MOMENTUM wordt verzorgd door ZonMw, TNO, Health~Holland, Topsectoren en private partners als UMC Utrecht, het RIVM, KWR, plus de ministeries van IenW en VWS. Het consortium zal het gezondheidsonderzoek naar microplastics voortzetten vanuit een toxicologische benadering, startend met de karakteristieken van MNPs, de blootstellingsscenario's en tenslotte de risicobeoordeling.
Effecten van kleine deeltjes
Na de introductie volgde een toepasselijke duo-keynote. Wat kunnen we leren van andere vakgebieden waarin kleine deeltjes een rol spelen? Paul Borm (Nanoconsult), gaf ons inzicht in het gedrag van kleine deeltjes vanuit de nanotechnologie. De oppervlakte, vorm en grootte van kleine deeltjes bepalen het gedrag. Ook is het belangrijk de dosis en concentratie mee te nemen in de uiteindelijke risicobeoordeling.
Flemming Cassee (RIVM/UU) vervolgde de keynote met de inwendige effecten van kleine deeltjes op ons lichaam. Nanoplastics blijken sneller inwendige organen te bereiken dan microplastics. Er is echter nog veel onbekend over langetermijneffecten van chronische blootstelling en hoeveel plastics zich opstapelen in het lichaam.
Plastic deeltjes in bloedbaan, organen en weefsels?
In de vervolgsessie kwamen de nieuwste onderzoeksresultaten naar voren over de opname, het transport en de toxicologie van nano- en microplastics in celkweekmodellen. Verschillende modellen moeten antwoord geven op de vraag of en in hoeverre nano- en microplastics de bloedbaan, menselijke organen en weefsels bereiken. Heather Leslie (VU) onderzocht de aanwezigheid van MNPs in de bloedbaan en concludeerde dat vervolgonderzoek naar plastic deeltjes in de bloedcirculatie noodzakelijk is. In combinatie met de eerste resultaten van Hanna Dusza (UU/IRAS) is er een sterke indicatie voor de aanwezigheid van de deeltjes in de placenta en het vruchtwater.
Toxicoloog Hans Bouwmeester (WUR) gaf meer inzicht in de afgifte en transport van de hoeveelheden chemicaliën die vrijkomen uit MNPs, onder meer in de darm. De potentiële risico's die deze chemicaliën met zich meebrengen op de menselijke gezondheid zijn naar verwachting dusdanig dat vervolgonderzoek gewenst is. Verder zal ook chronische blootstelling onderzocht moeten worden.
Meeliftende ziekteverwekkers
Naast het gevaar van de MNPs en eventueel uitlekkende chemicaliën, is een ander risico de aanwezigheid van meeliftende, potentiële ziekteverwekkers zoals bacteriën, virussen en schimmels. Ana Maria de Roda Husman (RIVM) en Bas van der Zaan (Deltares) doen hier onderzoek naar. De vindplaats van de microplastics maakt uit in de aanwezigheid van micro-organismen. Strandafval blijkt het meest microbiologisch verontreinigd te zijn. Ook maken de hygiënische omstandigheden uit voor de aangetroffen hoeveelheden resistentiegenen, de genen die bacteriën onderling uitwisselen in hun weerbaarheid tegen antibiotica.
De reactie van het menselijke immuunsysteem op de aanwezige microben op microplastics is ook onderzocht. De plastic deeltjes met biofilms, die potentiële ziekteverwekkers bevatten, gaven een sterkere immuunrespons in een getest celkweekmodel.
Barbro Melgert (RUG) beschreef de gevaren van inademing van kledingvezels op de blootstelling aan de longen. Omdat hoge blootstelling aan microplastic vezels bij textielarbeiders in verband is gebracht met het ontstaan van longziekten, is het effect van polyester- en nylonvezels op de longen onderzocht met nagebouwde minilongen (zogenoemde organoïden). Nylon- of polyestervezels remden de groei van de minilongen. Vooral nylon blijkt in te grijpen op de groeifase van de longen. De oorzaak blijkt te liggen in de afgegeven chemicaliën vanuit de nylonvezels, dus niet in de nylonvezels zelf.
Effect van oceaanplastics op immuunsysteem
Na een korte pauze vervolgde het symposium met de presentatie van toxicoloog Yvonne Staal (RIVM). Zij onderzocht oceaanplastics en aan de kust verzamelde plastics en hun effecten op het menselijk immuunsysteem. In het laboratorium werden afweercellen in een celkweek blootgesteld aan een diversiteit van vermalen plastics van verschillende grootte. De conclusie was dat de chemische samenstelling, het aantal deeltjes en de deeltjesgrootte bepalen hoe intensief afweercellen reageren. De kleinste deeltjes, die tot 50 µm groot zijn, kunnen de celdodende werking van het immuunsysteem het meest stimuleren. Ook verweerde plastics, deeltjes die door UVstraling en oppervlaktewater zijn aangetast, veroorzaken een sterkere reactie van afweercellen. Vooral chemische en fysische eigenschappen van de deeltjes bepalen de reactie van de afweercellen.
Microplastics in darmen en longen
Evita van der Steeg en Ingeborg Kooter (TNO) bekeken de reactie van afweercellen in de darm. Zij ontwikkelden een 3D-darmweefselmodel en een 3D-luchtwegepitheelmodel om het effect van microplastics op menselijke en varkenscellen te onderzoeken. De vraag was of de darm en longen microplastics kunnen opnemen en wat de eventuele biologische effecten zijn als gevolg hiervan. Zowel autobanden, oceaanplastic, HDPE, polystyreen en nylonvezels zijn daarbij meegenomen. De darm nam zo'n 6% van de geteste deeltjes op en de longen 4%. Er was een lichte ontstekingsreactie te zien in de longen en in de darm. Al na 24 uur waren ontstekingseiwitten meetbaar in de darm in aanwezigheid van nylonvezels. De barrièrefunctie van de darm nam ook af.
Annemijne van den Berg (UU, IRAS) en Nienke Vrisekoop (UMC Utrecht) bevestigden deze resultaten gedeeltelijk en deden aanvullende experimenten. Van den Berg ontdekte dat er mogelijk allergische reacties kunnen optreden na herhaalde inname (oraal) van microplastics. Vrisekoop ontdekte dat grotere plastic deeltjes sneller door het immuunsysteem worden ingekapseld dan kleinere, maar dat over het algemeen niet de grootte maar het aantal deeltjes bepalend zijn voor de sterkte van de immuunrespons.
Kennishiaten
In de laatste sessie draaide het om bewustwording rond bestaande hiaten in het onderzoek naar nanoen microplastics. Deze werd afgetrapt met een keynote, en afgesloten door een paneldiscussie.
Keynote lezing
In zijn keynote benadrukte Bart Koelmans (WUR) de complexiteit op het gebied van de risicobeoordeling. Het werkelijke risico van de blootstelling aan nano- en microplastics is moeilijk te berekenen als niet alle risicoparameters bekend zijn. En niet alleen de risico's van de plastics zelf, maar dus ook de chemicaliën en micro-organismen zijn van belang die met plastics samenhangen. Koelmans bouwt daarom aan een risicobeoordelingsmodel met parameters als deeltjesgrootte, concentraties, inademings- en innamesnelheid en opnamesnelheid. Vervolgens is ook het gedeelte dat niet opgenomen wordt, weefselgrootte en het deel dat uitgescheiden wordt via de urine of darmen van belang. Om te weten wat de chemicaliën doen, is het ook belangrijk te weten hoeveel chemicaliën uitlekken in de darm gedurende een mensenleven. Ook speelt uitscheiding en opname in de darm een rol, want plastic deeltjes kunnen chemicaliën zowel loslaten als weer opnemen.
De grote diversiteit aan microplastics en het ontbreken van belangrijke gegevens als het oppervlakte van de deeltjes en inwendige blootstellingsconcentraties maakt het ontwikkelen van een risicomodel enorm complex. Voor de bepaling van blootstelling aan microplastics naar effecten op de menselijke gezondheid is zo'n model wel noodzakelijk. Cijfers in het lab moeten ook vergelijkbaar zijn met cijfers over blootstelling aan microplastics in de lucht en via de inname van voeding. Naast de onzekerheid in de cijfers, is er ook geen consensus tussen experts in de betrouwbaarheid en het gebruik van alle data. Wat zijn bijvoorbeeld toelaatbare waarden van plastic deeltjes voor de mens? Zolang dit niet duidelijk is, is er ook geen beleid te ontwikkelen. Kortom, er zijn nog veel onderzoeksvragen te beantwoorden in MOMENTUM.
Paneldiscussie over de ‘research gaps’
Na de posterpresentaties van de sprekers en de private MOMENTUM-partners in aparte break-out rooms, volgde het laatste deel van het symposium waarin de kennishiaten centraal stonden: de paneldiscussie. Jeroen Geurts (ZonMw), Bart Koelmans (WUR), Flemming Cassee (RIVM), Paul Borm, Nanoconsult), Jane Muncke (Food Packaging Forum Australia), Lukas Kenner (Institute for Cancer Research Vienna) en Ardi Dortmans (TNO) gingen hierbij, onder leiding van Dick Vethaak, in discussie.
Na een korte introductie van elk panellid en een eigen inbreng voor de discussie, gingen de panelleden in gesprek over de vervolgstappen in het gezondheidsonderzoek van nano- en microplastics. Ook ging men verder in op de vragen en onzekerheden die verrezen tijdens de discussie zelf.
‘We moeten vooral inzetten op preventie’
Ardi Dortmans (TNO) benadrukte het belang van de translatie van onderzoeksresultaten naar realistische informatie voor de mens. Plastics zijn overal, dus iedereen wordt hier continue aan blootgesteld. Ondanks dat is het verwachte gezondheidsrisico op individueel niveau niet zo groot, maar op populatieniveau wel. Volgens Dortmans moeten we vooral inzetten op preventie, dus hoe kunnen we de grote berg aan plastic afval verminderen? Hij denkt onder andere aan nieuwe, herbruikbare productiemogelijkheden van plastics.
Meer onderzoek nodig naar de biologische effecten van nano- en microplastics
Volgens Flemming Cassee (RIVM) en Paul Borm (Nanoconsult) zijn er nog veel biologische effecten van nano- en microplastics onbekend en moeten we die eerst weten voor we verder kunnen. Informatie over chronische blootstelling is er daar een van. Veel panelleden zijn het daarmee eens. Bart Koelmans (WUR) gaf met zijn laatste keynote-lezing de kennishiaten op dit gebied al duidelijk aan. De eerste stap is het doorgronden van de biologische mechanismen en de concentraties in de weefsels, voordat iets over risico’s kan worden gezegd. Hier is vervolgonderzoek gewenst. Vervolgonderzoek is ook nodig omdat veel kennis in de literatuur, zo'n 83%, gericht is op gezondheidsonderzoek naar piepschuim (polystyreen) micro- en nanoplastics die vooral in verpakkingsmateriaal worden toegepast. Terwijl in het drinkwater, onze voeding en de lucht veel meer typen plastic aanwezig zijn. Er zijn dus te weinig gegevens beschikbaar van verschillende nano- en microplastics om de risicobeoordeling goed op te kunnen zetten.
Tenslotte voegde Jeroen Geurts (ZonMw) nog toe dat de kennisagenda ‘Wat doen microplastics in ons lichaam?’ goed weergeeft wat de kennisbehoeften zijn vanuit onderzoek, beleid en innovatie. Ook beschrijft de agenda een strategie om toepasbare kennis te ontwikkelen.
Hoe kan de mens de vele plastics in het milieu verminderen?
De discussie vervolgde door het onderzoek naar nano- en microplastics in een bredere context te plaatsen, want het gaat niet alleen om de menselijke gezondheid. Hoe kan de mens de vele plastics in het milieu verminderen, ook om te voldoen aan de klimaatdoelstellingen van 2050? Een van de oplossingen is het verminderen van de (voedsel)consumptie en daarmee de plastic verpakkingen, benadrukte Jane Muncke (Food Packaging Forum). Minder gebruik van plastics enerzijds, en meer recycling en hergebruik anderzijds, is dan nodig.
Maar, en dat was misschien wel de belangrijkste conclusie, om opstapeling in het milieu en het menselijk lichaam van vooral de kleinste plastic deeltjes te verminderen moeten we toe naar geheel nieuwe materialen als vervanging van plastic. Afbreekbare polymeren zouden weleens de toekomst kunnen zijn, dus een samenwerking met chemici die hierin meedenken is dan onontbeerlijk.
Afsluiting
Juliette Legler sloot het symposium af met de eindconclusie dat vervolgonderzoek naar MNP's nodig is om de vastgestelde kennishiaten te dichten. Ze bedankte de keynote sprekers Flemming Cassee en Paul Borm voor hun kennisdeling over het onderzoeksveld van de kleine nanodeeltjes en Bart Koelmans voor de eerste concrete stappen richting risicobeoordeling.
Al deze informatie is zeer relevant voor de vertaling van de risico's naar de menselijke gezondheid. Ook vatte ze kort de onderzoeksresultaten samen en de rol van het MOMENTUM-consortium om hier vervolg aan te geven.
Samenwerkingen, in zowel nationaal als internationaal verband, zijn broodnodig om de risicobeoordeling en gevaren van nano- en microplastics volledig in kaart te brengen. Ze riep op om via MOMENTUM de nodige samenwerkingen met Europese projecten te gaan zoeken. Tenslotte werden de deelnemers uitgenodigd voor de netwerkborrel in de virtuele meeting spot en bedankt voor hun aanwezigheid.
Meer informatie
• Lees meer over het ZonMw-programma en de 15 projecten op onze pagina Microplastics
• Bekijk de Engelstalige webpagina van het MOMENTUM- consortium
• Lees op onze webpagina over 'Gezonde leefomgeving' meer over de relatie tussen microplastics en het ZonMw-brede onderwerp Gezonde leefomgeving Dit online symposium is samen met MOMENTUM georganiseerd
