Mikro- und Nanoplastik in menschlichen Gehirnen mit und ohne Hirntumor
Studie findet Plastik in allen untersuchten Hirnproben, Unterschiede zwischen Hirnregionen sowie gesunden und krankhaften Geweben
bisheriger Nachweis von Mikro- und Nanoplastik im menschlichen Gehirn ist kontrovers, Zusammenhänge mit Krankheiten unklar, Studie liefert größere Probenbasis und niedrigere Konzentrationen als zuvor
Forschende erklären Limitationen bei den Nachweismethoden und warum auch hier die Plastikmengen überschätzt sein könnten, warnen vor schnellen Schlussfolgerungen und geben Hinweise für die Berichterstattung
Wie viel Mikro- und Nanoplastik (MNP) ist in Gehirnen von gesunden Personen im Vergleich zu denen von Personen mit Hirntumor? Ein chinesisches Forschungsteam versuchte, genauere Erkenntnisse zu dieser Frage zu finden. Ihre Ergebnisse sind im Fachjournal „Nature Health“ (siehe Primärquelle) erschienen. Sie zeigen: In allen Hirnproben wurde MNP gefunden, rund um Hirntumore sammelte es sich besonders stark an. Vergangenes Jahr wurde der erstmalige Nachweis von MNP [I] in menschlichen Gehirnen kontrovers in der Fachwelt diskutiert [II] – die aktuelle Studie misst deutlich niedrigere Konzentrationen.
Untersucht wurden insgesamt 191 Gewebeproben. Diese stammten von 113 Erkrankten mit Hirn- oder Hirnhauttumor (156 Proben) und von fünf – deutlich älteren – verstorbenen Personen ohne Gehirnerkrankung (35 Proben). Die Proben der Erkrankten wurden während einer Tumoroperation entnommen – spezielle Maßnahmen sollten dabei eine mögliche Plastikkontamination minimieren. Zum Nachweis und zur genaueren Untersuchung des MNPs wurden folgende Methoden genutzt: Laser Direct Infrared (LDIR) Spectroscopy, Pyrolyse-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (Py-GC/MS), optische photothermale Infrarot-Spektroskopie (O-PTIR) und Rasterelektronenmikroskopie (REM) (siehe Glossar).
Arbeitsgruppenleiter Mikroplastik und Raman-Spektroskopie, Abteilung Analytik, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF)
„Prinzipiell sind die in der Veröffentlichung verwendeten Methoden zum Nachweis von Mikro- und Nanoplastik (MNP) geeignet. Die vorgestellten Ergebnisse sind aber nicht plausibel, da die angegebenen Partikel und deren Massen (viel) zu hoch sind.“
Nachweismethoden
„Es ist nicht plausibel, dass die mit LDIR/O-PTIR (siehe Glossar; Anm. d. Red.) ‚gefundenen‘ Mikroplastik-Partikel – die im Durchschnitt 32 Mikrometer Durchmesser haben – aus den Gewebeproben stammen. Denn sie wurden auch in den Proben aus gesundem Gewebe gefunden. Wie sollen diese solch große Partikel bei Gesunden die Blut-Hirn-Schranke überwunden haben? Erstens sind die gezeigten Spektren wegen schlechter Spektren-Qualität und einem eingeschränkten Messbereich nicht eindeutig Polymeren zuzuordnen. Zweitens handelt es sich um typische Verwechslungskandidaten: Spektren von Polyamiden (PA) und Proteinen sind sehr ähnlich, Spektren von Polyethylen (PE) und Fetten – beides langkettige Kohlenwasserstoffe – sind ebenfalls sehr schwer unterscheidbar. Drittens können die gezeigten Spektren von Kontaminationen der im Operationssaal und in der Probenvorbereitung verwendeten Materialien stammen (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyurethan (PU)).“
„Die durch Py-GC/MS (siehe Glossar; Anm. d. Red.) ermittelten Mengen sind ebenfalls deutlich zu hoch. Das Problem bei dieser Methode ist die Kalibrierung durch Ionenpeaks der Fragmente, die sehr kontrovers in der wissenschaftlichen Literatur diskutiert wird. In der Regel werden Standard-Kalibriersätze der Hersteller verwendet – für einige Polymere sind diese aber nicht für den quantitativen Nachweis geeignet. Das gilt vor allem für Polyamid 66 (PA66), Polyvinylchlorid (PVC), PE und Polyethylenterephthalat (PET), die leider sehr häufig und teils stark überbestimmt werden. Das zeigt sich zum Beispiel deutlich in den Abbildungen 4c und 4d, in denen diese vier problematischen Polymere falsch bestimmt werden. Genau diese Polymere findet man aber in der LDIR-Analyse (siehe Glossar; Anm. d. Red.) nicht beziehungsweise kaum. Dort findet man dann aber die damit problematisch bestimmbaren Polymere PE (meist Fette) und Polyamid 6 (meist Proteine).“
„Die Autoren liefern auch keine plausible Erklärung für diese Diskrepanz zwischen beiden Methoden und vor allem, woher diese Mengen an PA66 stammen. Dies ist ein sehr seltenes synthetisches Polymer, was praktisch in der Umwelt nicht vorkommt. Zudem ‚tricksen‘ die Autoren mit den Farben in der Abbildung, sodass man erst bei genauem Hinsehen sieht, dass gleiche Farben unterschiedliche Polymere darstellen. Den Autoren ist also bewusst, dass ihre Ergebnisse sich ‚eigentlich‘ widersprechen.“
Probenaufbereitung
„Auch die vorgestellte Probenaufarbeitung ist durchaus diskussionswürdig: Bei der Verwendung von konzentrierter Salpetersäure bei 110 Grad Celsius zum Verdau organischer Materialien werden Polymere wie PVC, PA und PE schon sehr stark angegriffen beziehungsweise bereits abgebaut.“
Hinweise für die Berichterstattung
„Bei der Berichterstattung sollte man auf die methodischen Fehler und dadurch bedingte Fehlinterpretationen bezüglich der Identifizierung und vor allem der Quantifizierung des Mikro- und Nanoplastiks hinweisen.“
„Wahrscheinlich ist in menschlichem Gewebe MNP vorhanden, aber sicherlich nicht in den hier berichteten Mengen, insbesondere für PA66, PVC, PE und PET. Die quantitative Analytik von MNP, das kleiner 10 Mikrometer ist, ist ein sehr schwieriges analytisches Thema. Es gibt hier noch sehr viele Fallstricke, da die analytischen Methoden noch in Entwicklung und auch (noch) nicht standardisiert sind. Das spiegelt sich auch in der kontroversen wissenschaftlichen Literatur dazu wider.“
Leiter der Arbeitsgruppe Experimentelle Neuroonkologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg, und Geschäftsführender Oberarzt der Neurologischen Klinik, Universitätsklinikum Heidelberg
Interpretation der Ergebnisse
„Aus neuroonkologischer Sicht würde ich die berichteten Befunde zunächst mit einer gewissen Vorsicht interpretieren. Der Nachweis von Mikro- und Nanoplastik im Gehirn – insbesondere in unterschiedlichen Kompartimenten wie peritumoralem Gewebe oder der Dura (Hirnhaut; Anm. d. Red.) – ist an sich bemerkenswert, wirft aber unmittelbar Fragen zur Methodik, wie Kontamination, Detektionsgrenzen und Standardisierung, und zur biologischen Relevanz auf. Dass größere Plastikoberflächen mit einem höheren Proliferationsindex (Maßzahl für die Zellteilung, also das Wachstum eines Tumors; Anm. d. Red.) korrelieren, ist interessant, aber zunächst lediglich eine Assoziation.“
Mögliche Mechanismen
„Für einen kausalen Zusammenhang in Richtung ,Plastik führt zur Tumorentstehung oder -progression‘ gibt es derzeit meines Erachtens keine belastbaren Daten. Theoretisch denkbare Mechanismen wären chronische Entzündung, oxidative Stressreaktionen oder Effekte auf die Blut-Hirn-Schranke. Auch Interaktionen mit Immunzellen oder Veränderungen der Mikroumgebung könnten eine Rolle spielen. Allerdings bewegen wir uns hier klar im Bereich plausibler Hypothesen, nicht gesicherter Evidenz.“
„Umgekehrt erscheint mir die Gegenrichtung – also ,Tumor führt zu vermehrter Plastikakkumulation‘ – mindestens ebenso plausibel, wenn nicht sogar naheliegender. Hirntumoren, insbesondere Gliome, gehen mit einer gestörten Blut-Hirn-Schranke, veränderter Gefäßpermeabilität und ausgeprägten Umbauprozessen der extrazellulären Matrix einher. Diese Veränderungen könnten die Anreicherung exogener Partikel im Tumor und seinem Umfeld begünstigen. Auch die erhöhte Zellturnover-Rate (Zellaustausch durch Absterben und Zellteilung; Anm. d. Red.) und die veränderte Gewebearchitektur könnten zu einer veränderten Anreicherung führen.“
Fazit
„Insgesamt würde ich die aktuellen Daten daher als explorativ einordnen. Sie sind geeignet, wichtige neue Forschungsfragen zu generieren, erlauben aber noch keine Schlussfolgerungen zu einer ursächlichen Rolle von Mikro- oder Nanoplastik in der Entstehung oder Progression von Hirntumoren. Entscheidend werden nun unabhängige Replikationen, standardisierte Messverfahren und idealerweise funktionelle Studien sein.“
Leiterin der Abteilung Core Facility Imaging, Zentrum für Medizinische Forschung, Medizinische Universität Graz, Österreich
Nachweismethoden
„Die Autoren verwendeten eine Kombination verschiedener Technologien. Das ist angeraten, da zum Nachweis von Mikroplastik sowohl Morphologie als auch Materialbestimmung nötig sind, und die Methoden verschiedene Auflösungsgrenzen haben. Es wurden Kontaminationsquellen bei Probenentnahme und Aufarbeitung weitestgehend vermieden beziehungsweise deren möglicher Beitrag zum gemessenen Signal bestimmt. Insofern sind die Werte verlässlicher als Angaben früherer Untersuchungen. Die Kombination verschiedener Nachweistechniken, der Einschluss von mehr Probanden, der bessere Ausschluss von Kontamination, und die Einführung von Kontrollen führte dazu, dass die jetzt berichteten Mikroplastikmengen in gesunden Gehirnen fast um den Faktor 100 tiefer lagen als in der ersten Veröffentlichung zu Plastikmengen in Gehirnen [I].“
Größe der Plastikpartikel im Gehirn
„Die durchschnittliche Partikelgröße von 32 Mikrometern ist überraschend, da derartig große Partikel kaum über den Blutweg ins Gehirn gelangen können. Es wäre hier nur die Erklärungsmöglichkeit, dass sie von medizinischen Eingriffen im Gehirn herrühren, was selten der Fall sein dürfte. Alternativ könnten diese Partikel durch Verklumpung entstanden sein. Das Modell wäre folgendermaßen: Durch medizinische Eingriffe, über Atemtrakt und Verdauungstrakt gelangen vor allem Nanoplastikpartikel ins Gehirn. Diese werden von den ‚Fresszellen‘ im Gehirn, den Mikrogliazellen, aufgenommen und in der Zelle – in einem abgeschlossenen Zellkompartiment, dem Phagosom – gespeichert. Dort kann das Plastik aber nicht abgebaut werden. Wenn die Mikrogliazelle stirbt, bleiben diese gesammelten Plastikpartikel im Gewebe liegen. Wenn die Klumpen noch nicht zu groß sind, kann die nächste Mikrogliazelle ihn wieder aufnehmen und weitersammeln. Ab zehn Mikrometer sind die Partikel dann allerdings zu groß, um ‚gefressen‘ zu werden. Diese Partikel können aber auch nicht abtransportiert werden und könnten im Zwischenzellraum weiter mit anderen Partikeln oder aber mit körpereigenen Molekülen fusionieren und dadurch größer werden.“
Interpretation der Ergebnisse
„Die vorgelegten Daten sind so belastbar, dass man von der Anwesenheit von Mikroplastik im Gehirn ausgehen kann. Die Angabe von genauen Mengen ist weiterhin problematisch. Die unterschiedliche Verteilung in den verschiedenen Hirnteilen erscheint nicht überzeugend, da die gemessenen Konzentrationsbereiche überlappen. Außerdem ist die Hirnsubstanz nicht homogen. Je nach Entnahmestelle – es wurden fünf bis zehn Gramm pro Stelle entnommen – kann die Zusammensetzung hinsichtlich grauer und weißer Substanz innerhalb eines Hirnteils stark variieren. Es ist im Methodenteil der Arbeit nicht angegeben, ob die Proben oberflächennah oder aus tiefen Zonen des Gehirns stammen – die Oberfläche ist wahrscheinlicher, da sie besser zugänglich ist. Es ist daher wenig wahrscheinlich, dass aus bestimmten tiefer in der Hirnsubstanz gelegenen Bereichen, an denen die Blut-Hirn-Schranke durchlässiger ist, gesammelt wurde.“
Mikroplastik und Hirntumoren: mögliche Mechanismen
„Die erhöhte Mikroplastikansammlung findet sich in vielen Tumoren. Auch für andere Tumoren ist der Zusammenhang mit der Mikroplastikaufnahme unklar. Man kann in beide Richtungen argumentieren.“
„Auf der einen Seite, Förderung der Tumorentstehung: Kleine Partikel haben eine größere Oberfläche als die Bulkmaterialien (Partikel mit einer Größe über 100 Nanometern; Anm. d. Red.). Dies führt zur Bildung von Radikalen, welche Zellen über verschiedene Mechanismen schädigen können. Dazu gehört die Schädigung von Lipiden, Proteinen, DNA, und Mitochondrien, sowie die Auslösung von Entzündungsprozessen. Auch Toxine, welche partikelgebunden in den Körper eingeschleust werden, können zur Veränderung von Zellen führen. Alle Prozesse können eine Entartung von Zellen fördern. Die umgekehrte Korrelation zwischen Partikelgröße und Bösartigkeit des Tumors würde diese Theorie unterstützen.“
„Auf der anderen Seite haben Tumorzellen generell eine höhere Aufnahmerate von Nährstoffen und Partikeln. Die Aufnahmerouten für Partikel sind in Tumorzellen oft stärker exprimiert. Die veränderten Oberflächeneigenschaften von Tumorzellen erleichtern außerdem die Interaktion mit den Partikeln und erhöhen dadurch die Aufnahmewahrscheinlichkeit.“
Hinweise für die Berichterstattung
„Ich halte die Studie für wichtig, weil sie zeigt, wie stark die Angaben für Mikroplastik schwanken und dass Mikroplastikangaben aus älteren Studien vermutlich zu hoch lagen. Dies gilt nicht nur für die Bestimmung im Gehirn, sondern auch für Bestimmungen in anderen Organen und Körperflüssigkeiten. Die Studie ist ein gutes Beispiel für die Schwierigkeiten, die eine kontaminationsfreie Bestimmung von MNP mit sich bringt.“
Leiter der Mikroplastik-Analytik und Mitglied des Sonderforschungsbereichs Mikroplastik, Lehrstuhl für Tierökologie, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Universität Bayreuth
„Bei der Analyse von Mikroplastik ist es immens wichtig, dass potenzielle Mikroplastikpartikel mit chemischen Nachweismethoden eindeutig als Kunststoff identifiziert werden. Das ist mit den hier verwendeten Methoden – Laser Direct Infrared (LDIR) Spectroscopy, optische photothermale Infrarot-Spektroskopie (OPTIR) und Pyrolyse GC/MS (siehe Glossar; Anm. d. Red.) – grundsätzlich möglich.“
Disclaimer: „Leider war zum Zeitpunkt meiner Beurteilung der Veröffentlichung die Supplementary Information nicht verfügbar, daher erfolgt die Einordnung anhand des verfügbaren Textes. Sollten in der Supplementary Information genauere Erklärungen zur Kontaminationsvermeidung und zur Nutzung von Blindwerten verfügbar sein, dann ist meine Einschätzung eventuell zu revidieren.“
Vermeidung von Kontamination
„Plastik begleitet uns im Alltag überall und beim Gebrauch von Plastikgegenständen entsteht ständig Abrieb in Form von Mikroplastik. Daher ist die Kontaminationsgefahr von Proben mit Mikroplastik immens, sei es durch verwendetes Equipment, Chemikalien und Lösungen aber auch einfach durch die Luft. Aus diesem Grund müssen höchste Qualitätskontrollstandards eingehalten werden, um realistische und belastbare Daten zu Mikroplastik in Proben zu gewährleisten. Diese umfassen unter anderem die Filtration aller verwendeten Chemikalien und Medien, den Ersatz von Plastikequipment durch Metall oder Glas, die Reinigung von Laborutensilien, das Arbeiten unter Laminar-Flow-Boxen (Produktschutzwerkbank mit vorgefilterter Luft; Anm. d. Red.) und die rigorose Mitbearbeitung von Blindwertproben, um die Ergebnisse der Proben für Mikroplastikkontaminationen korrigieren zu können.“
„Die Autoren haben mehrere dieser Punkte beachtet, jedoch scheint die Probenbearbeitung im Labor nicht unter Laminar-Flow-Boxen erfolgt zu sein und die Mitbearbeitung von Blindwertproben scheint zu fehlen. Aufgrund der vielen Aufbereitungsschritte, die für die Vorbereitung der Proben vor der Analyse genutzt wurden, ist dies als sehr kritisch zu beurteilen, da jeder Schritt in der Probenbehandlung eine Kontaminationsgefahr birgt. Für ein tatsächliches Monitoring der Kontamination und eine nachfolgende Korrektur der Ergebnisse hätten zwingend Blindwertproben erstellt werden müssen, die genauso wie das entnommene Gewebe behandelt werden – von der Probenahme bis hin zur Analyse. Die in den Blindwerten gefundenen Mikroplastikpartikel repräsentieren dann genau die Mikroplastikkontamination, der auch die Proben ausgesetzt sind. Die Ergebnisse aus den Blindwerten sollten dann zur Korrektur der Ergebnisse herangezogen werden – oder zumindest offen dargestellt werden – damit eine Einordung der Zuverlässigkeit der Probenergebnisse möglich ist. Dies ist in der Studie augenscheinlich nicht geschehen, daher muss dies unbedingt bei der Einordnung der Ergebnisse berücksichtigt werden. Aus diesem Grund erlauben die Ergebnisse der Studie eigentlich keine belastbare Aussage zur realen Mikroplastikbelastung der Proben.“
Probenaufbereitung
„Viele Kunststoffe sind labil gegenüber starken Säuren. In der vorliegenden Studie wurde konzentrierte Salpetersäure zur Aufreinigung der Proben genutzt. Obwohl die Autoren die Verträglichkeit der analysierten Kunststoffe gegenüber dieser Behandlung anscheinend getestet haben, ist dies als kritischer Punkt zu sehen. Denn gerade bei kleineren Mikroplastikpartikeln kann es hier zu Veränderungen kommen, weil diese eine größere reaktive Oberfläche aufweisen.“
Nachweismethoden
„Die Verifikation von Mikroplastik ausschließlich auf einem spectral matching degree (Grad der Übereinstimmung des gefundenen Spektrums zum Referenzspektrum, siehe Glossar; Anm. d. Red.) von über 0,8 zu basieren, ist ein weiterer kritischer Punkt. Hier kann es aufgrund von spektralen Ähnlichkeiten zu Nicht-Kunststoffen – zum Beispiel organischen Resten – zu einer Fehleinschätzung kommen – sogenannten False-Positives. Bei den hier verwendeten spektroskopischen Techniken ist dieses Risiko im Vergleich zur klassischen Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (andere Methode zur Identifikation von Substanzen durch Infrarotstrahlung; Anm. d. Red.) erhöht, da der Messbereich dieser Methoden kleiner ist und somit wichtige, für Kunststoffe charakteristische, spektrale Bereiche nicht abgedeckt werden. Hier wäre eine kritische Evaluation der gemessenen Spektren wünschenswert gewesen.“
Leiter der Klinischen Kooperationseinheit Neuroimmunologie und Hirntumorimmunologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg, und Direktor der Neurologischen Klinik, Universitätsmedizin Mannheim
Mikroplastik und Hirntumoren: mögliche Mechanismen
„Bei der Interpretation der Studie ist zu beachten, dass eine permanente Ablagerung der Partikel im Tumorgewebe nicht nachgewiesen wird. Diese Partikel können auf zwei Wegen in das Gewebe gelangen: sowohl unspezifisch durch den Blutstrom als auch mittelbar über Immunzellen, die die Partikel im Blut aufgenommen haben und dann in den Tumor eingewandert sind. Da Tumorbereiche mit stärkerer Wachstumsrate sowohl besser durchblutet sind als auch mehr Immunzellen rekrutieren, ist die Korrelation der Partikellast mit der Wachstumsrate wahrscheinlich darauf zurückzuführen. Sicher lässt sich deshalb nicht daraus schließen, dass Mikro- und Nanoplastik den Tumor zum Wachstum anregen.“
Hinweise für die Berichterstattung
„Wenn Sie über diese Studie berichten, dann sollte der Eindruck unbedingt vermieden werden, dass die Studie zeigt, dass Mikro- oder Nanoplastik das Wachstum von Hirntumoren begünstigt.“
stellvertretender Direktor, Abteilung für Pathologie, Medizinische Universität Wien, und Leiter der Forschungsgruppe microONE, CBmed GmbH Center for Biomarker Research in Medicine, Graz, Österreich
„Die Studie liefert mit drei unterschiedlichen Methoden Hinweise auf Mikro- und Nanoplastik in gesunden und tumorassoziierten Hirngeweben. Die Befunde sind relevant, aber die Ursachen und die gesundheitlichen Folgen bleiben unklar.“
Nachweismethoden
„Die Studie ist methodisch ambitioniert, da drei Verfahren (LDIR, Py-GC/MS, O-PTIR (siehe Glossar; Anm. d. Red.)) kombiniert werden, was die Detektion der Kunststoffsignale im Gehirn grundsätzlich plausibler macht. Gleichzeitig sind die Methoden nur eingeschränkt geeignet, um Mikro- und insbesondere Nanoplastik quantitativ und räumlich zuverlässig zu erfassen. LDIR detektiert lediglich größere Partikel über 20 Mikrometer, O-PTIR wurde nur punktuell und ausschließlich in Tumorproben eingesetzt, und Py-GC/MS wiederum erlaubt keine räumliche Lokalisation im Gewebe. Zudem liefern die Methoden teilweise stark unterschiedliche Ergebnisse und sind nicht direkt vergleichbar. Die Autoren berücksichtigen Kontaminationen, zeigen jedoch selbst, dass medizinische Materialien relevante Eintragsquellen – zum Beispiel während einer Operation – darstellen können.“
Interpretation der Ergebnisse
„Die Ergebnisse sprechen dafür, dass Kunststoffsignale in menschlichen Gehirnproben nachweisbar sind, was die Hypothese eines Vorkommens grundsätzlich stützt. Allerdings bleiben die Aussagen zur Menge und Verteilung unsicher, weil Probenaufarbeitung, Nachweisgrenzen und Matrixeffekte die Quantifizierung beeinflussen können. Die Autoren betonen selbst, dass die Methoden nicht direkt vergleichbar sind und nur komplementäre Informationen liefern. Zusätzlich wurden in Tumor- und Kontrollproben unterschiedliche Methoden angewendet. Die gesunden Spender sind zudem im Durchschnitt älter. Beides erschwert direkte Vergleiche.“
Mikroplastik und Hirntumoren: mögliche Mechanismen
„Die beobachtete Korrelation zwischen Plastikparametern und Tumorwachstum ist interessant, bleibt jedoch rein beschreibend. Teilweise werden diese Zusammenhänge in der Studie sehr großzügig interpretiert, ohne dass sie experimentell belegt sind. Ein kausaler Effekt von Mikroplastik auf Tumorentstehung oder -wachstum lässt sich aus den Daten also nicht ableiten. Ebenso plausibel wäre die umgekehrte Möglichkeit, wonach Tumoren durch veränderte Gewebestrukturen oder eine gestörte Blut-Hirn-Schranke die Partikelakkumulation begünstigen.“
Hinweise für die Berichterstattung
„Die Studie ist relevant und es sollte darüber berichtet werden, da sie ein wichtiges Umwelt- und Gesundheitsthema anspricht. Entscheidend ist jedoch eine differenzierte Darstellung: Die Daten liefern Hinweise auf Kunststoffsignale im Gehirn, erlauben jedoch keine Aussagen zur Kausalität oder zur gesundheitlichen Wirkung. Besonders wichtig ist, die methodischen Einschränkungen, die eingeschränkte Vergleichbarkeit der Verfahren und die potenzielle Kontamination klar zu kommunizieren. Vermeiden sollte man vereinfachende Aussagen wie ‚Plastik verursacht Hirntumoren.‘ oder ‚Das Gehirn ist voller Plastik.‘, ‚Nanoplastik ist jetzt sicher als neurotoxische Ursache bewiesen.‘ oder ‚Die gemessenen Mengen sind exakt und unumstritten.‘. Eine sachliche Einordnung stärkt hier die wissenschaftliche Glaubwürdigkeit. Ebenso problematisch wäre es, die unvermeidbare Kontaminationsproblematik zu verschweigen oder die operationsbedingten Expositionsquellen nicht zu erwähnen.“
Leiter des Labs Bioanalytical Toxicology, Department of Biology, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Trondheim, Norwegen
Nachweismethoden
„Ein großer Fortschritt in dieser Studie ist, dass die Autoren zwei unabhängige Methoden zur Detektion von Mikroplastik im Gehirn verwenden. Das macht die Ergebnisse robuster: Denn die Nachteile der Pyrolyse-GC/MS – also eine potenzielle Überschätzung der Plastikmengen in menschlichen Proben – werden durch die Verwendung einer zweiten Methode (LDIR) ausgeglichen, die diese Nachteile nicht aufweist (siehe Glossar; Anm. d. Red.).“
Kontamination
„Eine Kontamination der Proben mit Mikroplastik aus der Innenluft im Operationssaal und durch die zahlreichen Plastikmaterialien, die bei chirurgischen Eingriffen verwendet werden, ist nicht zu vermeiden. Deshalb führen die Autoren zahlreiche Versuche zur Bestimmung der Kontamination der Tumor- und Gewebeproben während der Operation und der Probenaufbereitung durch. Die Studie zeigt hier, dass die Mengen an Mikroplastikkontamination aus diesen Quellen gering sind. Auch wurden andere Plastikmaterialien in den untersuchten Gehirnproben gefunden. Das zeigt, dass das Mikroplastik in den Tumor- und Gewebeproben nicht allein aus Kontaminationsquellen stammen kann, sondern tatsächlich aus dem Gehirn selbst.“
„Insofern sind die Erkenntnisse zum Vorkommen und den Mengen von Mikroplastik im Gehirn deutlich verlässlicher als in vorangegangenen Studien. Auch wenn natürlich – wie bei jeder wissenschaftlichen Studie – Unsicherheiten bleiben, würde ich sagen, dass diese Arbeit derzeit am verlässlichsten Mikroplastik im Gehirn nachweist. Nanoplastik nehme ich hier aus, da es nur mit Pyrolyse-GC/MS analysiert wurde.“
Interpretation der Ergebnisse
„Am wichtigsten ist zunächst, dass diese Studie eindrücklich zeigt, dass das menschliche Gehirn mit Mikroplastik kontaminiert ist – selbst in gesunden Menschen. Die mit der LDIR-Methode gefundenen Mengen an Plastikpartikeln (12 bis 26 Partikel pro Gramm Gewebe) erscheinen mir plausibel, auch in Hinblick auf die geringen Partikelgrößen von etwa 30 Mikrometer. Dies wird von dem Befund, dass mehr Mikroplastik in Geweben außerhalb der Tumore gefunden wird, unterstützt. Was die Verteilung von Mikroplastik im gesunden Gehirn angeht: Die hohen Konzentrationen in der Dura mater – die anatomisch außerhalb der Blut-Hirn-Schranke liegt – zeigen, dass diese Schranke zumindest teilweise vor einem Mikroplastik-Übergang ins Gehirn schützt. Allerdings werden messbare Mengen an Mikroplastik auch im gesunden Gehirn nachgewiesen.“
„Meiner Ansicht nach kann es also als relativ sicher angesehen werden, dass Mikroplastik das menschliche Gehirn kontaminiert. Aus toxikologischer Sicht ist das wichtig, aber nicht allentscheidend. Immerhin zeigen andere Studien, dass Mikroplastik den Blutfluss in Gehirn negativ beeinflusst [1]. Mikroplastik kann das Gehirn also auch dann schädigen, wenn es nicht direkt ins Gehirngewebe übergeht.“
Mikroplastik und Hirntumoren: mögliche Mechanismen
„Wichtig zu beachten ist hier, dass ein Nachweis von Mikroplastik in Tumoren keine Schlussfolgerungen auf kausale Zusammenhänge zulässt. Man kann also nicht darauf schließen, dass Mikroplastik für die Tumorentstehung verantwortlich ist. Allerdings zeigt die Studie, dass höhere Plastikkonzentrationen im Tumorumfeld im Vergleich zu gesunden Hirnregionen vorkommen. Das bedarf auf jeden Fall weiterer Studien. Insbesondere ist es wichtig herauszufinden, ob die Tumore die Blut-Hirn-Schranke schwächen und deshalb dort mehr Mikroplastik akkumuliert, oder ob tatsächlich ein kausaler Zusammenhang besteht.“
„Bisher wissen wir aus Tierstudien, dass Mikro- und Nanoplastik Entzündungsreaktionen und oxidativen Stress auslösen können. Beides kann die Tumorbildung und das Tumorwachstum fördern. Auch wenn derzeit kein eindeutiger Zusammengang zwischen einer Mikroplastikexposition und Krebsentstehung bekannt ist, halte ich die neuen Erkenntnisse für durchaus besorgniserregend. Ich sage das mit Hinblick auf die Zukunft: Bis zum Jahr 2060 wird die Plastikindustrie ihre Produktion vermutlich verdreifachen. Das bedeutet, dass sich die Mengen von Mikro- und Nanoplastik im menschlichen Körper in ähnlichem Maße erhöhen wird. Die wichtige gesamtgesellschaftliche Frage lautet also: Können wir es uns leisten, auf den Nachweis kausaler Zusammenhänge zu warten?“
Hinweise für die Berichterstattung
„Ich finde die Studie durchaus berichtenswert, insbesondere im Kontext der Debatte um Nachweismethoden für Mikro- und Nanoplastik, die der Guardian angestoßen hat [2]. Es ist wichtig zu verstehen, dass sich wissenschaftliche Methoden kontinuierlich verbessern. Die vorliegende Studie ist hier ein gutes Beispiel. Die vermeintliche Entwarnung, die in manchen Medien kommuniziert wurde, ist in Anbetracht dieser Studie verfrüht. Gleichermaßen sollte die Studie nuanciert betrachtet werden, denn sie hat die typischen Schwächen, die der wissenschaftlichen Gemeinschaft derzeit noch Schwierigkeiten bereiten: zum Beispiel der Nachweis von Nanoplastik, das Potenzial zur Überschätzung bei Pyrolyse-GC/MS, und die allgegenwärtige Probenkontamination mit Mikro- und Nanoplastik.“
Leiterin des Departments Exposure Science, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig
Nachweismethoden
„Die Wissenschaftler:innen verwenden in ihrer Studie zwei alternative Verfahren zur Bestimmung von Plastik im Gehirn, die sich gegenseitig ergänzen. Im ersten Verfahren – der Pyrolyse-GC/MS (siehe Glossar; Anm. d. Red.) – erhält man als Ergebnis Massenanteile verschiedener Kunststoffe in der Gesamtprobe. Im zweiten Verfahren – der Laserinfrarotspektroskopie – erhält man Informationen zu Anzahl, Größe und Form der Partikel verschiedener Kunststoffe. Somit sind die Ergebnisse besser abgesichert als in früheren Studien. Es wurden auch Untersuchungen verschiedener im Operationssaal verwendeter Materialien vorgenommen. Außerdem haben die Wissenschaftler:innen einige der für die Bestimmung von Plastik so unerlässlichen Blindproben eingesetzt. Die neuen Ergebnisse sind somit als realistischer einzuschätzen – und sie liefern zudem deutlich geringere Werte als frühere Studien. Dennoch bleibt die Analytik von Plastik eine Herausforderung, und künftige Studien werden die Ergebnisse bestätigen oder verfeinern. Dies zeigt den typischen fortlaufenden Prozess der Verfeinerung wissenschaftlicher Verfahren.“
Hinweise für die Berichterstattung
„Nach den kürzlich erfolgten öffentlichen Debatten über die Verlässlichkeit von Plastikanalysen in menschlichen Proben sehe ich es als wichtig an, dass diese neuen Daten einer breiten Öffentlichkeit bekannt werden. Dabei sollte klar beleuchtet werden, dass die Plastikgehalte deutlich niedriger sind als in früherer Berichterstattung. Weitere Studien werden die neuen Ergebnisse bestätigen oder verfeinern. Zusätzliche Forschungsergebnisse werden sich damit befassen, was mögliche Auswirkungen sind. Dessen ungeachtet wurde Plastik in fast allen Proben gefunden. Es sollte nicht vergessen werden, dass Plastik zahlreiche Zusatzstoffe enthält, die zur Komplexität der Belastung beitragen.“
„Es besteht kein Interessenkonflikt.“
„Nein, keine relevanten Interessenkonflikte.“
„Ich erkläre, dass ich keine Interessenkonflikte habe.“
„Keine Interessenkonflikte.“
„Ich habe keine finanziellen oder andere Beziehungen zur Plastikindustrie oder Lobbyorganistationen, die sich mit Plastik beschäftigen.“
„Interessenkonflikte habe ich keine.“
Alle anderen: Keine Angaben erhalten
Primärquelle
Li R et al. (2026): Microplastics and nanoplastics in brain tumours and the healthy human brain. Nature Health. DOI: 10.1038/s44360-026-00091-4.
Weiterführende Recherchequellen
Science Media Center (15.01.2026): Problemfelder Plastik. Living Fact Sheet. Stand 16.01.2026.
Literaturstellen, die von den Expert:innen zitiert wurden
[1] Huang H et al. (2025): Microplastics in the bloodstream can induce cerebral thrombosis by causing cell obstruction and lead to neurobehavioral abnormalities. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adr8243.
[2] Carrington D (13.01.2026): ‘A bombshell’: doubt cast on discovery of microplastics throughout human body. The Guardian.
Literaturstellen, die vom SMC zitiert wurden
[I] Nihart AJ et al. (2025): Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains. Nature Medicine. DOI: 10.1038/s41591-024-03453-1.
[II] Bundesinstitut für Risikobewertung (03.12.2025): Mikroplastik im Gehirn BfR bewertet kontrovers diskutierte Studie zu Mikro- und Nanoplastik in menschlichen Organen. Mitteilung 056/2025.
Dr. Dieter Fischer
Arbeitsgruppenleiter Mikroplastik und Raman-Spektroskopie, Abteilung Analytik, Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF)
Angaben zu möglichen Interessenkonflikten
„Es besteht kein Interessenkonflikt.“
Prof. Dr. Frank Winkler
Leiter der Arbeitsgruppe Experimentelle Neuroonkologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg, und Geschäftsführender Oberarzt der Neurologischen Klinik, Universitätsklinikum Heidelberg
Angaben zu möglichen Interessenkonflikten
„Nein, keine relevanten Interessenkonflikte.“
PD Dr. Eleonore Fröhlich
Leiterin der Abteilung Core Facility Imaging, Zentrum für Medizinische Forschung, Medizinische Universität Graz, Österreich
Angaben zu möglichen Interessenkonflikten
„Ich erkläre, dass ich keine Interessenkonflikte habe.“
Dr. Martin Löder
Leiter der Mikroplastik-Analytik und Mitglied des Sonderforschungsbereichs Mikroplastik, Lehrstuhl für Tierökologie, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Universität Bayreuth
Prof. Dr. Michael Platten
Leiter der Klinischen Kooperationseinheit Neuroimmunologie und Hirntumorimmunologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg, und Direktor der Neurologischen Klinik, Universitätsmedizin Mannheim
Prof. Dr. Lukas Kenner
stellvertretender Direktor, Abteilung für Pathologie, Medizinische Universität Wien, und Leiter der Forschungsgruppe microONE, CBmed GmbH Center for Biomarker Research in Medicine, Graz, Österreich
Angaben zu möglichen Interessenkonflikten
„Keine Interessenkonflikte.“
Prof. Dr. Martin Wagner
Leiter des Labs Bioanalytical Toxicology, Department of Biology, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Trondheim, Norwegen
Angaben zu möglichen Interessenkonflikten
„Ich habe keine finanziellen oder andere Beziehungen zur Plastikindustrie oder Lobbyorganistationen, die sich mit Plastik beschäftigen.“
Prof. Dr. Annika Jahnke
Leiterin des Departments Exposure Science, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig
Angaben zu möglichen Interessenkonflikten
„Interessenkonflikte habe ich keine.“