O material particulado prejudica o funcionamento do sistema imunológico aumentando

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12773 (2023) Citar este artigo

378 Acessos

10 Altmétrico

Detalhes das métricas

As partículas transportadas pelo ar produzidas por fontes industriais e automóveis têm sido associadas ao aumento da suscetibilidade a doenças infecciosas e são conhecidas por serem reconhecidas pelas células do sistema imunológico. Os mecanismos moleculares e as alterações nos perfis de expressão gênica induzidos nas células do sistema imunológico pela PM não foram totalmente mapeados ou sistematicamente integrados. Aqui, usamos RNA-seq para analisar perfis de mRNA de células mononucleares do sangue periférico humano após exposição a partículas grossas (PM10). Nossas análises mostraram que o PM10 foi capaz de reprogramar a expressão de 1.196 genes em células do sistema imunológico, incluindo a ativação de um estado pró-inflamatório com aumento de citocinas e quimiocinas. A ativação da via de sinalização da IL-36 e a regulação positiva de quimiocinas envolvidas no recrutamento de neutrófilos e monócitos sugerem mecanismos de inflamação após exposição ao PM, enquanto as quimiocinas recrutadoras de células NK são reprimidas. A exposição ao PM também aumenta os fatores de transcrição associados às vias inflamatórias (por exemplo, JUN, RELB, NFKB2, etc.) e reduz a expressão de RNases e genes de resposta a patógenos CAMP, DEFAs, AZU1, APOBEC3A e LYZ. Nossa análise através das vias de regulação e sinalização genética sugere que o PM desempenha um papel na desregulação das funções das células imunológicas, relevante para respostas antivirais e defesa geral do hospedeiro contra patógenos.

A poluição atmosférica continua a ser uma crise de saúde pública em todo o mundo, com a maioria das pessoas vivendo expostas a poluentes nocivos e causando mais de 6,6 milhões de mortes anualmente. A elevada densidade populacional, a utilização de combustíveis e o crescimento da indústria estão envolvidos no aumento dos níveis de poluição, com graves consequências para a saúde humana1. Os efeitos nocivos dos poluentes atmosféricos para a saúde, como os causados ​​pelas partículas (PM), têm sido amplamente divulgados. Especificamente, doenças pulmonares (isto é, doença pulmonar obstrutiva crónica -DPOC-, asma, doenças infecciosas respiratórias e cancro), distúrbios cardiovasculares e neurológicos e até problemas relacionados com recém-nascidos têm sido associados à exposição a PM2,3,4,5,6. Os mecanismos subjacentes ainda não são claros, mas podem estar relacionados ao estresse oxidativo, dano tecidual, genotoxicidade, alteração vascular e inflamação das vias aéreas induzida por esses poluentes7,8,9.

O material particulado PM10 (diâmetro inferior a 10 µm) é um dos principais poluentes do ar. Suas características físico-químicas induzem uma resposta inflamatória robusta, produzindo efeitos deletérios significativos7. Estudos anteriores demonstraram que o PM10 pode induzir inflamação através de mecanismos relacionados à ativação do inflamassoma, recrutamento celular e aumento da produção de citocinas inflamatórias como IL-1β, IL-6, I L-8 e TNF-α10,11. Além disso, em células humanas primárias, um modelo melhor para entender a resposta humana a esses poluentes atmosféricos, descrevemos recentemente que o PM10 induz a ativação de neutrófilos, netose, liberação de citocinas pró-inflamatórias e infiltração de neutrófilos nos pulmões murinos . Além disso, o material particulado induz hiperreatividade e inflamação através de IL-17A e células T γδ inflamatórias. As células NK podem ativar mecanismos modulatórios para controlar os efeitos imunológicos, expressando moléculas inibidoras de Tim-1 e PD-L1, regulando a produção de IL-17A e a expansão de células T γδ. Assim, sugerindo um papel crucial das células NK na proteção dos efeitos nocivos do material particulado12.

Esta resposta inflamatória induzida pela exposição ao PM10 tem sido associada à exacerbação de doenças respiratórias, incluindo asma e DPOC2,13. Embora a resposta imune alterada também inclua diminuição das respostas antimicrobianas e perda da homeostase tecidual após exposição ao MP, aumentando o risco de infecções respiratórias e complicações clínicas14,15. Nesse sentido, o PM10 pode alterar a função imunológica pulmonar, aumentando a suscetibilidade à pneumonia16. Essa alteração na resposta imune poderia ser mediada por disfunção celular ou produção anormal de agentes antimicrobianos, incluindo β-defensina e catelicidina, aumentando o risco de colonização microbiana17. A resposta antiviral também é alterada pela exposição ao PM, diminuindo o interferon tipo II em pessoas expostas a poluentes, o que pode aumentar a vulnerabilidade a infecções virais18.