Aunque los estudios de población humana han vinculado la contaminación del aire con la inflamación crónica de los tejidos nasales y sinusales, la evidencia biológica y molecular directa de causa y efecto ha sido escasa. Ahora, investigadores de Johns Hopkins informan que los experimentos en ratones continuamente expuestos al aire sucio han revelado ese efecto biológico directo.
Traducción: "Aunque los estudios de población humana han vinculado la contaminación del aire con la inflamación crónica de los tejidos nasales y sinusales, la evidencia biológica y molecular directa de causa y efecto ha sido escasa. Ahora, los investigadores de Johns Hopkins informan que los experimentos en ratones continuamente expuestos al aire sucio han revelado ese efecto biológico directo.
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que el smog, las cenizas y otras partículas de chimeneas industriales y otras fuentes que contaminan la calidad del aire exacerban y elevan los índices de síntomas de asma, pero tenían poca evidencia de daños similares de esos contaminantes al sistema respiratorio superior.
Los nuevos hallazgos, publicados en el American Journal of Respiratory Cell y Molecular Biology, tienen amplias implicaciones para la salud y el bienestar de las personas que viven en grandes ciudades y áreas industriales con aire contaminado, particularmente en el mundo en desarrollo.
"En los Estados Unidos, las regulaciones han mantenido bajo control la contaminación del aire, pero en lugares como Nueva Delhi, El Cairo o Pekín, donde la gente calienta sus casas con estufas de leña y las fábricas liberan contaminantes en el aire, nuestro estudio sugiere que las personas están en mayor riesgo de desarrollar problemas crónicos sinusales ", dice Murray Ramanathan, MD, profesor asociado de otorrinolaringología - cirugía de cabeza y cuello en la Johns Hopkins University School of Medicine..
Según los Centers for Disease Control and Prevention, más de 29 millones de personas en los Estados Unidos o más del 12 por ciento de los adultos tienen un diagnóstico de sinusitis crónica. La sinusitis crónica puede causar congestión, dolor y presión en la cara, y una nariz tapada y gotenate.
Numerosos estudios han reportado implicaciones sociales significativas de la enfermedad sinonasal crónica, incluyendo depresión, pérdida de productividad y fatiga crónica.
Para ver cómo la contaminación puede afectar directamente a la biología de las vías respiratorias superiores, los investigadores expusieron 38 ratones machos de ocho semanas de edad a aire filtrado y a aire concentrado de Baltimore con partículas de 2,5 micrómetros o menos, lo que excluye la mayoría de los alérgenos, como polvo y polen . Las partículas en aerosol, aunque concentradas, eran 30 a 60 por ciento más bajas que las concentraciones promedio de partículas de tamaño similar en ciudades como Nueva Delhi, El Cairo y Pekín.
Diecinueve ratones respiraron aire filtrado y 19 respiraron aire contaminado durante 6 horas al día, 5 días a la semana durante 16 semanas.
Los investigadores usaron agua para enjuagar las narices y los senos de los ratones, y luego miraron indicadores de inflamaciones y otras células en el líquido expulsado bajo un microscopio.
Vieron muchos más glóbulos blancos que señalan inflamación, incluyendo macrófagos, neutrófilos y eosinófilos, en los ratones que respiraron el aire contaminado en comparación con aquellos que respiraron aire filtrado. Por ejemplo, los ratones que respiraban el aire contaminado tenían casi cuatro veces más macrófagos que los ratones que respiraban aire filtrado.
Para ver si las células expulsadas de los conductos nasales y sinusales habían activado una respuesta inflamatoria generalizada, los investigadores compararon genes específicos utilizados por las células del sistema inmunológico de los ratones que respiraban aire contaminado con las células de aquellos que respiraban aire filtrado. Encontraron niveles más altos de ARN mensajero -los planos del ADN necesarios para producir proteínas- en los genes de interleucina 1b, interleucina 13, oncostatina M y eotaxina-1 en el líquido nasal de los ratones que respiraban el aire contaminado. Todas esas proteínas se consideran biomarcadores directos para la inflamación.
Los investigadores midieron los niveles de proteína de interleucina 1b, interleucina 13 y eotaxina-1, que son mensajeros químicos llamados citoquinas que causan una respuesta inmune. Ellos encontraron de 5 a 10 veces más altas concentraciones de las citoquinas involucradas en la inflamación en los ratones que respiraron el aire contaminado que en aquellos que respiraron aire filtrado. Interleukin 1b es un mensajero químico que promueve la inflamación, y tanto la interleucina 13 como la eotaxina-1 son mensajeros químicos que atraen eosinófilos.
"La inflamación que atrae a los eosinófilos es lo que sucede en los pulmones de las personas con asma, por lo que esencialmente la exposición crónica a la contaminación del aire en los ratones está llevando a una especie de asma de la nariz", dice Ramanathan.
A continuación, los investigadores examinaron capas de células a lo largo de los conductos nasales y los senos en un microscopio y encontraron que la capa superficial -o epitelio- era, en particular, 30 a 40 por ciento más gruesa en los ratones que respiraban aire contaminado que en aquellos que respiraban aire filtrado . Ramanathan dice que un epitelio más grueso es otro signo de inflamación en humanos y otros animales.
Los investigadores siguieron utilizando anticuerpos brillantes que se unen a las proteínas claudina-1 y E-cadherina que se encuentran entre las células del epitelio para ayudar a mantenerlas juntas. Reportan que vieron mucha menor cantidad de ambas proteínas, pero hasta un 80 por ciento menos E-cadherina en ratones que respiraron el aire contaminado en comparación con los ratones que respiraron aire filtrado.
Los investigadores también dijeron que encontraron niveles mucho más altos de la proteína albúmina sérica en los ratones que respiraron el aire contaminado. Altos niveles de albúmina sérica indican que se rompieron las barreras a los conductos nasales y los senos paranasales.
"Hemos identificado una gran cantidad de pruebas de que la respiración en el aire sucio directamente provoca un colapso en la integridad de los conductos nasales y los seno en los ratones", dice Ramanathan. "Mantener esta barrera intacta es esencial para proteger las células en los tejidos de irritación o infección de otras fuentes, incluyendo polen o gérmenes".
Ramanathan dice que su equipo continuará estudiando los cambios moleculares específicos que ocurren cuando el seno y las barreras nasales se rompen debido a la contaminación del aire, así como investigar posibles maneras de repararlos."
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Traducción:
"Aunque los estudios de población humana han vinculado la contaminación del aire con la inflamación crónica de los tejidos nasales y sinusales, la evidencia biológica y molecular directa de causa y efecto ha sido escasa. Ahora, los investigadores de Johns Hopkins informan que los experimentos en ratones continuamente expuestos al aire sucio han revelado ese efecto biológico directo.
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que el smog, las cenizas y otras partículas de chimeneas industriales y otras fuentes que contaminan la calidad del aire exacerban y elevan los índices de síntomas de asma, pero tenían poca evidencia de daños similares de esos contaminantes al sistema respiratorio superior.
Los nuevos hallazgos, publicados en el American Journal of Respiratory Cell y Molecular Biology, tienen amplias implicaciones para la salud y el bienestar de las personas que viven en grandes ciudades y áreas industriales con aire contaminado, particularmente en el mundo en desarrollo.
"En los Estados Unidos, las regulaciones han mantenido bajo control la contaminación del aire, pero en lugares como Nueva Delhi, El Cairo o Pekín, donde la gente calienta sus casas con estufas de leña y las fábricas liberan contaminantes en el aire, nuestro estudio sugiere que las personas están en mayor riesgo de desarrollar problemas crónicos sinusales ", dice Murray Ramanathan, MD, profesor asociado de otorrinolaringología - cirugía de cabeza y cuello en la Johns Hopkins University School of Medicine..
Según los Centers for Disease Control and Prevention, más de 29 millones de personas en los Estados Unidos o más del 12 por ciento de los adultos tienen un diagnóstico de sinusitis crónica. La sinusitis crónica puede causar congestión, dolor y presión en la cara, y una nariz tapada y gotenate.
Numerosos estudios han reportado implicaciones sociales significativas de la enfermedad sinonasal crónica, incluyendo depresión, pérdida de productividad y fatiga crónica.
Para ver cómo la contaminación puede afectar directamente a la biología de las vías respiratorias superiores, los investigadores expusieron 38 ratones machos de ocho semanas de edad a aire filtrado y a aire concentrado de Baltimore con partículas de 2,5 micrómetros o menos, lo que excluye la mayoría de los alérgenos, como polvo y polen . Las partículas en aerosol, aunque concentradas, eran 30 a 60 por ciento más bajas que las concentraciones promedio de partículas de tamaño similar en ciudades como Nueva Delhi, El Cairo y Pekín.
Diecinueve ratones respiraron aire filtrado y 19 respiraron aire contaminado durante 6 horas al día, 5 días a la semana durante 16 semanas.
Los investigadores usaron agua para enjuagar las narices y los senos de los ratones, y luego miraron indicadores de inflamaciones y otras células en el líquido expulsado bajo un microscopio.
Vieron muchos más glóbulos blancos que señalan inflamación, incluyendo macrófagos, neutrófilos y eosinófilos, en los ratones que respiraron el aire contaminado en comparación con aquellos que respiraron aire filtrado. Por ejemplo, los ratones que respiraban el aire contaminado tenían casi cuatro veces más macrófagos que los ratones que respiraban aire filtrado.
Para ver si las células expulsadas de los conductos nasales y sinusales habían activado una respuesta inflamatoria generalizada, los investigadores compararon genes específicos utilizados por las células del sistema inmunológico de los ratones que respiraban aire contaminado con las células de aquellos que respiraban aire filtrado. Encontraron niveles más altos de ARN mensajero -los planos del ADN necesarios para producir proteínas- en los genes de interleucina 1b, interleucina 13, oncostatina M y eotaxina-1 en el líquido nasal de los ratones que respiraban el aire contaminado. Todas esas proteínas se consideran biomarcadores directos para la inflamación.
Los investigadores midieron los niveles de proteína de interleucina 1b, interleucina 13 y eotaxina-1, que son mensajeros químicos llamados citoquinas que causan una respuesta inmune. Ellos encontraron de 5 a 10 veces más altas concentraciones de las citoquinas involucradas en la inflamación en los ratones que respiraron el aire contaminado que en aquellos que respiraron aire filtrado. Interleukin 1b es un mensajero químico que promueve la inflamación, y tanto la interleucina 13 como la eotaxina-1 son mensajeros químicos que atraen eosinófilos.
"La inflamación que atrae a los eosinófilos es lo que sucede en los pulmones de las personas con asma, por lo que esencialmente la exposición crónica a la contaminación del aire en los ratones está llevando a una especie de asma de la nariz", dice Ramanathan.
A continuación, los investigadores examinaron capas de células a lo largo de los conductos nasales y los senos en un microscopio y encontraron que la capa superficial -o epitelio- era, en particular, 30 a 40 por ciento más gruesa en los ratones que respiraban aire contaminado que en aquellos que respiraban aire filtrado . Ramanathan dice que un epitelio más grueso es otro signo de inflamación en humanos y otros animales.
Los investigadores siguieron utilizando anticuerpos brillantes que se unen a las proteínas claudina-1 y E-cadherina que se encuentran entre las células del epitelio para ayudar a mantenerlas juntas. Reportan que vieron mucha menor cantidad de ambas proteínas, pero hasta un 80 por ciento menos E-cadherina en ratones que respiraron el aire contaminado en comparación con los ratones que respiraron aire filtrado.
Los investigadores también dijeron que encontraron niveles mucho más altos de la proteína albúmina sérica en los ratones que respiraron el aire contaminado. Altos niveles de albúmina sérica indican que se rompieron las barreras a los conductos nasales y los senos paranasales.
"Hemos identificado una gran cantidad de pruebas de que la respiración en el aire sucio directamente provoca un colapso en la integridad de los conductos nasales y los seno en los ratones", dice Ramanathan. "Mantener esta barrera intacta es esencial para proteger las células en los tejidos de irritación o infección de otras fuentes, incluyendo polen o gérmenes".
Ramanathan dice que su equipo continuará estudiando los cambios moleculares específicos que ocurren cuando el seno y las barreras nasales se rompen debido a la contaminación del aire, así como investigar posibles maneras de repararlos."