La possibilità che il particolato atmosferico (PM) favorisca l’infezione da SARS-CoV-2 è largamente dibattuta ed associata ad effetti diretti di “trasporto” del virus sul PM o effetti indiretti di “riduzione” delle difese cellulari all’infezione. È tuttavia nota la capacità del PM di indurre infiammazione polmonare cronica, associata alla over-espressione dell'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2), per il quale SARS-CoV-2 presenta un'alta affinità. L’aumento di ACE2 da esposizione a PM negli epiteli polmonari potrebbe quindi rappresentare un meccanismo plausibile per una maggiore comprensione delle evidenze epidemiologiche sulle infezioni da SARS-CoV-21,2. Per questo lavoro, nel 2021 è stato campionato PM2.5 invernale nell’area urbana milanese, e le particelle sono state utilizzate per trattare (2,5 μg/cm2) cellule epiteliali alveolari umane (A549), anche in combinazione con particelle inattivate di SARS-CoV-2 (ATCC VR-1986HK 2,4 x103 copie di genoma virale) per 72 ore. A fine trattamento sono stati valutati la vitalità cellulare e la risposta infiammatoria. I dati evidenziano che, in assenza di effetti sulla vitalità cellulare, l’esposizione a PM2.5, anche in presenza di SARS-CoV-2, induce una over-espressione di ACE2, ed in particolare che la co-esposizione produce un aumento della secrezione della citochina pro-infiammatoria IL-6. Questi dati sostengono la tesi che il meccanismo mediante cui il PM può contribuire all’infezione da SARS-CoV-2 ed eventualmente ad una manifestazione più grave della malattia possa realizzarsi attraverso un aumento dello stato basale di infiammazione polmonare ed il conseguente aumento di espressione del recettore ACE2, usato dal virus per infettare le cellule bersaglio. Ulteriori studi sull'espressione dei geni coinvolti nella risposta infiammatoria e nel processo di stress ossidativo sono in corso per caratterizzare gli eventi molecolari scatenati dall’interazione tra PM2.5 e SARS-CoV-2 a livello della barriera respiratoria.
Marchetti, S., Floris, P., Gualtieri, M., Colombo, A., Mantecca, P. (2022). Studio delle bio-interazioni e dei meccanismi molecolari attivati dalla co-esposizione di cellule alveolari umane a PM2.5 e SARS-CoV-2. In Proceedings (pp.121-122).
Studio delle bio-interazioni e dei meccanismi molecolari attivati dalla co-esposizione di cellule alveolari umane a PM2.5 e SARS-CoV-2
Sara Marchetti
;Pamela Floris;Maurizio Gualtieri;Anita Colombo;Paride Mantecca
2022
Abstract
La possibilità che il particolato atmosferico (PM) favorisca l’infezione da SARS-CoV-2 è largamente dibattuta ed associata ad effetti diretti di “trasporto” del virus sul PM o effetti indiretti di “riduzione” delle difese cellulari all’infezione. È tuttavia nota la capacità del PM di indurre infiammazione polmonare cronica, associata alla over-espressione dell'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2), per il quale SARS-CoV-2 presenta un'alta affinità. L’aumento di ACE2 da esposizione a PM negli epiteli polmonari potrebbe quindi rappresentare un meccanismo plausibile per una maggiore comprensione delle evidenze epidemiologiche sulle infezioni da SARS-CoV-21,2. Per questo lavoro, nel 2021 è stato campionato PM2.5 invernale nell’area urbana milanese, e le particelle sono state utilizzate per trattare (2,5 μg/cm2) cellule epiteliali alveolari umane (A549), anche in combinazione con particelle inattivate di SARS-CoV-2 (ATCC VR-1986HK 2,4 x103 copie di genoma virale) per 72 ore. A fine trattamento sono stati valutati la vitalità cellulare e la risposta infiammatoria. I dati evidenziano che, in assenza di effetti sulla vitalità cellulare, l’esposizione a PM2.5, anche in presenza di SARS-CoV-2, induce una over-espressione di ACE2, ed in particolare che la co-esposizione produce un aumento della secrezione della citochina pro-infiammatoria IL-6. Questi dati sostengono la tesi che il meccanismo mediante cui il PM può contribuire all’infezione da SARS-CoV-2 ed eventualmente ad una manifestazione più grave della malattia possa realizzarsi attraverso un aumento dello stato basale di infiammazione polmonare ed il conseguente aumento di espressione del recettore ACE2, usato dal virus per infettare le cellule bersaglio. Ulteriori studi sull'espressione dei geni coinvolti nella risposta infiammatoria e nel processo di stress ossidativo sono in corso per caratterizzare gli eventi molecolari scatenati dall’interazione tra PM2.5 e SARS-CoV-2 a livello della barriera respiratoria.
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