Un nuovo studio mostra che l’esposizione alle particelle ultrafini provenienti dal traffico altera l’espressione di molti geni nelle cellule della mucosa olfattiva umana. Lo studio, condotto dall’Università della Finlandia orientale, è il primo a combinare un’analisi delle emissioni di diversi carburanti diesel e sistemi di post-trattamento dei gas di scarico con un esame dei loro effetti in un modello cellulare di derivazione umana della mucosa olfattiva. I risultati sono stati pubblicati in Scienza dell’ambiente totale.
Le emissioni di particelle derivanti dal traffico stradale sono regolamentate nell’UE da decenni, ma le emissioni di particelle ultrafini con un diametro inferiore a 100 nanometri non sono ancora monitorate o limitate.
La mucosa olfattiva umana è un tessuto direttamente esposto all’ambiente e in diretto contatto con il cervello.
“È stato scoperto che il sistema olfattivo media gli effetti degli inquinanti ambientali sul cervello, contribuendo così alla patogenesi delle malattie cerebrali. Tuttavia, le esatte vie di segnalazione attraverso le quali vengono mediati gli effetti rimangono sconosciute”, afferma la prima autrice, la ricercatrice dottoranda Laura Mussalo del Kanninen Lab dell’Università della Finlandia orientale.
Lo studio ha esplorato i cambiamenti a livello molecolare che si verificano nelle cellule della mucosa olfattiva umana quando esposte a diverse emissioni derivate dal traffico. I ricercatori hanno esaminato gli effetti delle emissioni sull’espressione genetica, cioè che tipo di alterazioni causano le emissioni e che tipo di meccanismi attivano. I ricercatori hanno anche esaminato se i combustibili diesel fossili e quelli rinnovabili causano effetti diversi e in che modo i moderni dispositivi di post-trattamento, come i filtri antiparticolato, influiscono sulle emissioni.
Le cellule della mucosa olfattiva utilizzate nello studio sono state ottenute da donatori volontari, raccolte in collaborazione con l’Ospedale Universitario di Kuopio. Lo studio multidisciplinare ha combinato medicina clinica, ricerca genetica, biologia molecolare, tossicologia ambientale e fisica degli aerosol.
Effetti sulla risposta infiammatoria e sul metabolismo degli xenobiotici
I campioni di particelle utilizzati negli studi sull’esposizione sono stati raccolti dal Centro di ricerca tecnica VTT finlandese e sono stati analizzati e caratterizzati dal VTT e dall’Università di Tampere. I campioni sono stati raccolti dagli scarichi di un veicolo con motore pesante alimentato con diesel paraffinico rinnovabile e normale diesel fossile. Il terzo campione era una combinazione dello stesso diesel rinnovabile e di una tecnologia del motore più pulita conforme allo standard Euro 6d-temp.
Tutte le emissioni contenevano particelle ultrafini. Inoltre, le emissioni sia del diesel rinnovabile che di quello fossile contenevano una quantità significativa di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e composti reattivi dell’azoto. Tuttavia, il diesel rinnovabile combinato con una tecnologia dei motori più pulita ha prodotto pochissime emissioni.
L’esposizione a particelle ultrafini ha alterato la funzione delle cellule della mucosa olfattiva umana e diversi combustibili e motori hanno causato diversi effetti avversi. Inoltre, l’analisi a livello molecolare ha rivelato disturbi in innumerevoli sistemi che regolano la funzione cellulare. L’esposizione alle emissioni del diesel sia rinnovabile che fossile ha alterato significativamente l’espressione dei geni associati alla risposta infiammatoria, al metabolismo xenobiotico, alla segnalazione olfattiva e all’integrità della mucosa olfattiva. Tuttavia, il diesel rinnovabile ha causato meno effetti negativi rispetto al diesel fossile. Le emissioni del diesel rinnovabile alimentato da una tecnologia dei motori più pulita hanno causato solo alterazioni trascurabili nella funzione delle celle, dimostrando l’efficienza dei dispositivi di post-trattamento del motore.
I risultati confermano studi precedenti che suggeriscono che gli IPA possono disturbare la risposta infiammatoria e il metabolismo xenobiotico nelle cellule della mucosa olfattiva umana e che le particelle ultrafini possono mediare effetti avversi sul cervello attraverso la via olfattiva. Lo studio offre importanti informazioni sugli effetti avversi delle particelle ultrafini in un modello cellulare di derivazione umana della mucosa olfattiva, fornendo una base per possibili misure volte a mitigare e prevenire i rischi tossicologici.
Lo studio costituisce parte del progetto TUBE, finanziato dal programma Horizon 2020 dell’Unione Europea. Lo studio ha ricevuto finanziamenti anche dalla Kuopio Area Respiratory Foundation, dalla Finnish Brain Foundation, dalla Yrjö Jahnsson Foundation e dalla Päivikki and Sakari Sohlberg Foundation.
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