INQUINAMENTO ATMOSFERICO E SALUTE UMANA: ASPETTI BIOCHIMICI E MOLECOLARI IN UN CAMPIONE DI SOGGETTI RESIDENTI NELLA PROVINCIA DI ANCONA

Intoduction: The World Health Organization (WHO) in 2016 estimates that air pollution was responsible for 7 million premature deaths worldwide. A 2013 IARC assessment concluded that air pollution is a carcinogen for humans; we can affirm that atmospheric pollution is a real emergency of our age. Particularly interesting, among the substances that modify the normal composition of the earth's atmosphere, is the fraction of particulate matter (PM): the coarse PM10 and the fine PM2.5. Epigenetic changes, such as DNA methylation, are observed in response to environmental exposure and in the development of several chronic diseases. Aims: The aim of this study is to measure the levels of salivary cortisol and TNFα as indicators of stress related inflammation; observe the methylation levels of the promoters of the SOD1 and TNFα genes and demonstrate a possible association to exposure to environmental particulate matter. Materials and methods: 20 healthy adult subjects from the province of Ancona have been recruited; Two series of saliva samples have been collected at different time points; the amount of cortisol and TNFα was assessed by ELISA and DNA methylation by MeDIP / rtPCR technique. Regression analyses were performed using mixed generalized linear models. Results: The results obtained show an interesting relationship between salivary cortisol and air pollution particulate, PM10 and PM2.5: the total amount of the hormone increases in response to exposure to particulate matter while its homeostatic capacity decreases. The methylation levels of the TSS region of TNFα show differences between the analysed samples; regression analysis show a negative association with particulate matter, indicating a decreasing methylation with increasing exposure to PM10 and PM2.5.

Introduzione: L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima che nel 2016, l'inquinamento dell'aria sia stato responsabile di circa 7 milioni di morti premature nel mondo, una valutazione dell’IARC del 2013 ha concluso che l'inquinamento atmosferico è un agente carcinogeno per l'uomo; possiamo, quindi, affermare che l’inquinamento atmosferico sia una vera e propria emergenza della nostra epoca. A destare particolare interesse, ma soprattutto preoccupazione, tra le sostanze che vanno a modificare la normale composizione dell’atmosfera terrestre, è la frazione del particolato o PM: in linea generale tanto più è piccola la particella maggiore è la sua capacità di penetrare nelle vie aeree più distali e dunque di produrre effetti dannosi sulla salute umana; per questo motivo le più attenzionate in ambito sanitario sono le polveri fini PM10 e, ancora di più, le polveri finissime PM2.5. Nell’ultimo decennio si è inoltre posta l’attenzione sulle possibili modificazioni epigenetiche del DNA indotte dagli inquinanti dell’aria. Obiettivo: scopo di questo studio è misurare i livelli di TNFα e Cortisolo salivare come indicatori di infiammazione correlati allo stress; dimostrare la metilazione dei promotori dei geni implicati nello sviluppo di patologie inquinamento relate (TNFα e SOD1) e dimostrare una correlazione tra i livelli di metilazione di questi geni e l’esposizione al particolato ambientale. Materiali e metodi: sono stati reclutati 20 soggetti adulti sani della provincia di Ancona; sono state recuperati due serie di campioni di saliva, nel luglio 2018 e nel settembre 2019, sulle quali si è valutata la quantità di cortisolo e di TNFα tramite test ELISA e lo stato di metilazione dei promotori di TNFα e SOD1 mediante tecnica MeDIP/rtPCR. Il campione è stato descritto mediante analisi di regressione utilizzando modelli lineari generalizzati. Risultati: I risultati ottenuti mostrano una interessante relazione tra il cortisolo salivare e l’inquinamento atmosferico da particolato, PM10 e PM2.5: quando l’omeostasi viene turbata da un fattore induttore di stress la quantità totale dell’ormone aumenta e le capacità di adattamento dell’individuo diminuiscono. La valutazione della metilazione della regione TSS di TNFα ha mostrato delle differenze nel grado di metilazione tra i campioni analizzati; l’analisi di regressione ha mostrato una associazione negativa con il particolato, ad indicare una decrescente metilazione all’aumentare dell’esposizione a PM10 e PM2.5.