Polveri sottili nell'aria: un fattore di rischio per le patologie del sistema nervoso centrale?

Current Opinion in Pharmacology, febbraio 2020
Polveri sottili nell'aria: un fattore di rischio per le patologie del sistema nervoso centrale?

Boda E¹, Rigamonti AE², Bollati V²

Solo di recente si è scoperto che il sistema nervoso centrale è un bersaglio per gli effetti tossici del PM (particulate matter), la cui esposizione cronica causa secondo l'OMS la morte prematura di circa 4 milioni di persone l'anno.
In questa review, pubblicata con i colleghi dell’Università di Milano, Enrica Boda del NICO chiarisce alcuni meccanismi che possono favorire una condizione infiammatoria o tossicità su neuroni e cellule gliali. Questi studi sono inoltre alla base del progetto pilota finanziato dalla FISM e dedicato a indagare il rapporto tra inquinamento e Sclerosi Multipla.

L'esposizione ad alti livelli di polveri sottili - anche chiamate PM (particulate matter) - durante la vita intrauterina e neonatale è associata a una maggior probabilità di deficit cognitivi e disturbi dell'umore. Nei grandi centri urbani, inoltre, i picchi di PM precedono sistematicamente i ricoveri ospedalieri dovuti all'esordio o alla recidiva di patologie autoimmuni come la Sclerosi Multipla, come dimostrano numerosi studi epidemiologici. Restano tuttavia da chiarire i meccanismi con cui l'esposizione al PM eserciti un effetto sul sistema nervoso centrale durante le prime fasi della vita e nell'età adulta.

È questo l’obiettivo della revisione della letteratura pubblicata a febbraio dalla nostra ricercatrice Enrica Boda - del Gruppo di Fisiopatologia delle Cellule Staminali Cerebrali guidato da Annalisa Buffo - insieme ai collaboratori Valentina Bollati e Antonello Rigamonti dell'Università di Milano.

Lo stesso team di ricercatori collabora inoltre al progetto pilota finanziato dalla FISM - Fondazione Italiana Sclerosi Multipla dedicato a indagare il rapporto tra inquinamento e SM, e in particolare ruolo dell'esposizione al particolato (PM) e al relativo coinvolgimento di vescicole extracellulari nella neuroinfiammazione e demielinizzazione.

Il PM è una complessa miscela di particelle (idrocarburi aromatici, metalli pesanti, componenti microbiche, sostanze inorganiche, etc.) di origine naturale e antropica. La maggior parte del PM che si trova nell’aria delle nostre città è emesso dai motori delle automobili o dagli impianti di riscaldamento delle abitazioni, come prodotto della combustione di derivati del petrolio.

Le piccole dimensioni delle particelle che costituiscono il PM (es. PM10 formato da particelle con un diametro inferiore a 10 micron; PM2.5, inferiore a 2.5 micron, PM 0.1, inferiore a 100 nm) fanno sì che, quando inalate, queste penetrino profondamente nelle vie respiratorie e possano addirittura entrare nel circolo sanguigno. A livello globale, l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ritiene che l'esposizione cronica ad alti livelli di PM sia la causa di morte prematura di circa 4 milioni di persone l'anno. Le patologie più frequentemente associate all'esposizione al PM sono a carico degli apparati respiratorio e cardiovascolare. Solo di recente si è scoperto che il sistema nervoso centrale è un bersaglio per gli effetti tossici del PM.

Un sistema complesso di meccanismi cellulari e molecolari sembra mediare gli effetti del PM ambientale sul sistema nervoso. Fra questi, il rilascio di vescicole extracellulari di origine polmonare e il loro ingresso nel tessuto nervoso potrebbero contribuire all'instaurarsi di una condizione infiammatoria e alla tossicità su neuroni e cellule gliali. Gli studi che si sono concentrati su questi aspetti sono ancora pochi e frammentari.

Le cellule di microglia (qui marcate in rosso) sembrano essere largamente responsabili degli effetti neurotossici del PM nel cervello fetale ed adulto.

Le ricerche in corso nei nostri laboratori aggiungeranno quindi un tassello nella comprensione dei meccanismi di neurotossicità del PM, con il fine ultimo di potere sfruttare queste conoscenze per poter prevenire o porre rimedio agli effetti nefasti delle polveri sottili sulla salute umana.

¹ Department of Neuroscience Rita Levi-Montalcini, University of Turin, Italy; Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi (NICO), University of Turin, Regione Gonzole, 10 - 10043 Orbassano, Turin, Italy. Electronic address: enrica.boda@unito.it.
² Department of Clinical Sciences and Community Health, University of Milan, Milan, Italy.