Inquinamento atmosferico ed effetti sui marcatori epigenetici

Inquinamento atmosferico ed effetti sui marcatori epigenetici

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  • 17 Marzo 2020
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Metilazione del DNA, lunghezza dei telomeri ed esposizione a inquinamento atmosferico nei primi 1000 giorni di vita dei bambini

CONTESTO

In che modo l’esposizione precoce all’inquinamento atmosferico agisce a livello epigenetico? Quali sono gli specifici marcatori significativi di questa esposizione? L’obiettivo del lavoro è di effettuare una revisione sistematica delle conoscenze disponibili sulla metilazione del DNA e sulla lunghezza dei telomeri misurati, alla nascita o nell’infanzia, quali indicatori di esposizione all’inquinamento atmosferico nei primi 1000 giorni di vita del bambino.

CARATTERISTICHE DELLO STUDIO

Per valutare il ruolo della metilazione del DNA e della lunghezza dei telomeri, misurati alla nascita o nell’infanzia, quali indicatori di esposizione all’inquinamento atmosferico nei primi 1000 giorni di vita del bambino, abbiamo eseguito una ricerca sistematica su PubMed tramite parole chiave legate all’esposizione a inquinamento atmosferico, ai biomarcatori in questione (metilazione del DNA e lunghezza dei telomeri) e alla popolazione di interesse (madri in gravidanza e bambini), limitandoci agli studi sull’uomo ed escludendo gli studi basati sulla sperimentazione animale. Abbiamo identificato 556 articoli che sono stati poi valutati per verificare se fossero realmente pertinenti alla nostra ricerca e se le loro caratteristiche soddisfacessero i criteri di inclusione ed esclusione, giungendo a individuare, infine, 32 articoli di cui 25 su inquinamento atmosferico e metilazione del DNA e 7 su inquinamento atmosferico e lunghezza dei telomeri. La ricerca degli articoli è aggiornata a ottobre 2020.

Gli studi presi in esame, tutti pubblicati tra il 2009 e il 2020, erano basati su dati provenienti da coorti di nuovi nati come Piccolipiù: prevalentemente su coorti europee, nordamericane e asiatiche. Quattro studi hanno incluso dati di diverse coorti europee e degli USA. Va notato che le stesse coorti possono essere incluse nelle analisi di più di uno studio, sia singolarmente sia insieme ad altre coorti. La selezione è stata effettuata in doppio da due revisori indipendenti.

RISULTATI PRINCIPALI

Abbiamo dunque identificato quattro filoni di ricerca.

  • La maggior parte dei 10 studi che hanno misurato la metilazione globale, quindi la quantità complessiva di metilazione lungo l’intero genoma, ha riscontrato un’associazione inversa tra i livelli di esposizione all’inquinamento atmosferico e la metilazione.
  • Gli studi (12 in totale) focalizzati su specifici geni candidati hanno riportato associazioni tra l’esposizione a inquinamento atmosferico e la metilazione (solitamente aumentata) in diversi geni legati alla funzione respiratoria, alla riparazione del DNA, allo sviluppo placentare, alla crescita e al ritmo circadiano. Questi risultati, tuttavia, sono stati osservati in un solo studio senza ulteriori replicazioni.
  • Otto studi hanno preso in esame migliaia di siti di metilazione nell’intero genoma senza avere ipotesi a priori su possibili geni candidati, i cosiddetti epigenome-wide association studies (EWAS). I due studi più grandi hanno condiviso i dati EWAS di diverse coorti europee e statunitensi per analizzare insieme l’associazione tra inquinamento atmosferico (in particolare a NO2, PM10, PM2,5) e oltre 450mila siti di metilazione del DNA. Hanno individuato una relazione tra esposizione a inquinamento atmosferico e diversi siti di metilazione del DNA associati all’asma e alla funzione respiratoria, geni legati alla respirazione cellulare, al controllo del ciclo cellulare e allo sviluppo precoce. Piccolipiù ha partecipato allo studio sull’esposizione gestazionale a PM10 e PM2.5, contribuendo con 99 partecipanti.
  • I sette studi sulla lunghezza dei telomeri, infine, hanno individuano prevalentemente telomeri più corti nei bambini maggiormente esposti all’inquinamento atmosferico, suggerendo che la lunghezza dei telomeri possa essere un potenziale biomarcatore dell’esposizione.

CONCLUSIONI

Ulteriori ricerche indipendenti saranno necessarie per replicare sia i risultati degli studi sulla metilazione sia quelli sulla lunghezza dei telomeri, in modo da identificare in maniera chiara quali siti di metilazione siano indicativi di esposizione all’inquinamento atmosferico nei primi 1000 giorni di vita del bambino e se la lunghezza dei telomeri possa essere utilizzata come biomarcatore di esposizione al livello di popolazione.

Perché questi dati sono importanti per la salute pubblica? Questi cambiamenti nella metilazione o nella lunghezza dei telomeri potrebbero essere coinvolti, almeno in parte, nei meccanismi che spiegano l’associazione tra l’esposizione agli inquinanti atmosferici in gravidanza e le malattie nei bambini legate all’inquinamento.
Questi dati ribadiscono l’importanza di interventi volti a ridurre l’esposizione all’inquinamento atmosferico, in un periodo particolarmente plastico e vulnerabile come quello dei primi 1000 giorni di vita, e servono a promuovere la salute fin dalla tenera età, con possibili effetti che persistono nel corso dell’infanzia e della vita adulta.

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