Estabelecimento de um material particulado artificial

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 5955 (2023) Citar este artigo

496 Acessos

2 Altmétrico

Detalhes das métricas

O material particulado (PM), um fator de risco ambiental, está associado a riscos à saúde, como doenças respiratórias. Este estudo teve como objetivo estabelecer um modelo animal de lesão pulmonar induzida por PM com PM artificial (APM) e identificar o potencial do APM para pesquisas toxicológicas. O APM foi gerado a partir de grafite a 600 °C e combinado com etileno. Analisamos as composições de partículas de escapamento de diesel (DEP) e APM e comparamos a toxicidade e o perfil transcriptômico nos pulmões de acordo com a exposição. Para o estudo animal, camundongos machos C57BL/6 receberam veículo intratraqueal, DEP ou APM. DEP ou APM aumentaram o peso relativo do pulmão, o número de células inflamatórias e os níveis de proteína inflamatória em comparação com o controle do veículo. Avaliações histológicas mostraram um aumento nos macrófagos alveolares com partículas pigmentadas e leve inflamação nos pulmões de camundongos DEP e APM. No único grupo APM, foram observadas inflamação granulomatosa, fibrose pulmonar e hiperplasia mucosa nos pulmões de alguns indivíduos. Este é o primeiro estudo a comparar a toxicidade pulmonar entre DEP e APM em modelo animal. Nossos resultados sugerem que o modelo animal tratado com APM pode contribuir para a compreensão dos efeitos nocivos do PM em estudos toxicológicos mostrando que o APM pode induzir diversas doenças pulmonares de acordo com diferentes doses de APM.

Em 2013, o material particulado (MP) foi classificado como cancerígeno do grupo 1 pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer da Organização Mundial da Saúde1. PM é uma mistura complexa de substâncias orgânicas e inorgânicas sólidas e/ou líquidas suspensas no ar, que inclui carbono orgânico (OC), carbono elementar (EC), hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), íons orgânicos solúveis em água (cloreto, nitrato , sulfato, sódio, potássio e amônio) e metais na atmosfera natural2. As frações do PM diferem em suas propriedades físicas e biológicas de acordo com a estação, região e fontes3,4,5,6,7. Altas concentrações de OC, CE e PAHs ocorrem durante as estações quentes em áreas de tráfego intenso e à noite8,9. Em termos de efeitos para a saúde, a exposição a PM, incluindo OC, CE e PAHs no ar ambiente, induz e exacerba sintomas clínicos de doenças pulmonares, hepáticas, renais e cardíacas8,10,11,12,13,14,15. A maioria das pesquisas tem se concentrado em estudos epidemiológicos, mostrando uma relação entre poluentes atmosféricos e atendimentos de emergência e internações hospitalares. Atualmente, são necessárias investigações toxicológicas, tais como estudos in vivo e in vitro, para testar potenciais efeitos tóxicos em humanos e especular sobre mecanismos relacionados. Muitos pesquisadores usaram o material de referência padrão 2975 (SRM2975, partículas de escapamento de diesel, DEP) como um componente do PM para estudar os riscos à saúde associados à exposição ao PM. A DEP é emitida por empilhadeiras industriais e inclui PAHs, nitro-PAHs, derivados oxigenados de PAH, compostos heterocíclicos, aldeídos e hidrocarbonetos alifáticos16,17. No entanto, existem algumas limitações aos estudos toxicológicos sobre a exposição ao PM. São necessárias grandes quantidades de DEP para testar a toxicidade pulmonar, como a toxicidade por inalação por exposição a PM, especialmente sob altas concentrações.

Isto leva a custos elevados para estudos sobre os efeitos a longo prazo da exposição às PM. Além disso, entre diversas fontes, estudos toxicológicos por PM podem ser feitos focando apenas na toxicidade da DEP.

Neste estudo, sintetizamos PM artificial (APM) em laboratório para usar em vez de partículas de escapamento de diesel (DEP) em estudos toxicológicos. Analisamos a relação OC/CE e PAHs entre DEP e APM, comparamos as características patológicas do sistema respiratório e realizamos análise transcriptômica dos pulmões após exposição a APM e DEP por via intratraqueal em um estudo in vivo para avaliar o potencial de APM para uso em estudos toxicológicos respiratórios.