La contaminación por microplásticos es un problema ambiental marino creciente con posibles consecuencias para la seguridad alimentaria del marisco. Los filtradores son las especies objetivo para la contaminación por microplásticos (MPs) porque filtran grandes cantidades de agua de mar para alimentarse. En el presente estudio, se llevó a cabo una contaminación experimental utilizando una mezcla de los principales tipos de MPs que suelen estar presentes en la columna de agua de mar (53% filamentos, 30% fragmentos, 3% gránulos) con el fin de probar el proceso de purificación como un método potencial para eliminar estos contaminantes de los bivalvos destinados al consumo humano. También se evaluó un conjunto de biomarcadores moleculares para detectar variaciones en los niveles de expresión de algunos genes asociados con la biotransformación y desintoxicación, reparación del ADN, respuesta celular y el sistema inmunológico. Nuestros resultados demuestran que: (a) el proceso de purificación puede reducir significativamente la contaminación por MPs en; (b) se ha observado un nivel de expresión diferencial entre los mejillones analizados y, en particular, la mayoría de las diferencias se encontraron en las branquias, definiéndola así como el órgano objetivo para el uso de estos biomarcadores. Por lo tanto, este estudio sugiere además el uso potencial de biomarcadores moleculares como un método innovador, fomentando su uso en programas de monitoreo marino de próxima generación.