Valutazione in vitro degli effetti biologici di fibre minerali di asbesto su un modello di epitelio respiratorio umano ricostituito.

Abstract

L’asbesto comprende sei minerali fibrosi presenti in natura cioè crocidolite,amosite,tremolite, actinolite,antofillite e crisotilo, che per molti decenni sono stati impiegati in numerosi settori industriali.Il crisotilo continua rimanere oggetto di esportazione e commercializzazione in molti paesi, tra cui la Russia.Partendo da questo presupposto, questo studio mira a valutare gli effetti precoci del crisotilo russo su un modello di tessuto polmonare 3D-in vitro costituito da cellule epiteliali tracheali/bronchiali umane.I tessuti mantenuti in interfaccia aria-liquido (ALI) sono stati esposti a 100 e/o 200 µg/ml di fibre di crisotilo russo a due diverse lunghezze <5 µm[CHR-S] e >5 µm[CHR-L] e Crocidolite UICC (CRO) quest’ultimo impiegato come fibra standard positiva alla tossicità per 24 e 48 h. È stata valutata la vitalità tissutale mediante MTT e sono stati analizzati i profili delle citochine pro-infiammatorie IL-1β,TNF-α,IL-6 e IL-8 in termini di espressione genica e rilascio proteico. Inoltre è stato valutato il danno genotossico delle fibre attraverso analisi della fosforilazione della proteina istonica H2AX mediante Western Blot.Dai risultati delle analisi si assiste ad un decremento della vitalità e ad un aumento dei livelli genici e proteici delle citochine a seguito dei trattamenti con entrambi i CHRs. In particolare,si è assistito ad un aumento della sintesi dell’RNA di queste dopo 24 h seguito da un effettivo rilascio delle proteine dopo le successive 24. È stato osservato il danno genotossico nel trattamento con CHR-L,espresso come incremento della forma fosforilata dell’istone H2AX dopo 24 h.In conclusione, questo studio ha evidenziato che il CHR russo è in grado di danneggiare significativamente l’epitelio bronchiale nelle prime ore di esposizione attivando segnali pro-infiammatori e di genotossicità. Partendo da questi dati preliminari è necessario indagare ulteriormente sugli effetti cronici a carico della salute umana

Asbestos includes six naturally occurring fibrous minerals namely crocidolite, amosite, tremolite, actinolite, anthophyllite and chrysotile, which have been used in numerous industrial sectors for many decades. Chrysotile continues being exported and marketed in many countries, including Russia. From this assumption, this study aims to evaluate the early effects of Russian chrysotile on a 3D-in vitro lung tissue model consisting of human tracheal / bronchial epithelial cells. The Tissues which have been maintained at the air-liquid interface (ALI) were exposed to 100 and/or 200 µg/ml Russian chrysotile fiber in two different lengths <5 µm[CHR-S] and> 5 µm[CHR-L] and Crocidolite UICC (CRO) used as a toxicity positive standard fiber for 24 and 48 h. Tissue viability was assessed by MTT and the profiles of pro-inflammatory cytokines IL-1β,TNF-α, IL-6 and IL-8 in terms of gene expression and protein release were analyzed. Furthermore, the genotoxic damage of the fibers was evaluated through the analysis of the phosphorylation of the histone protein H2AX by Western Blot. The results of the analyzes show a decrease in vitality and an increase in gene and protein levels of cytokines following treatments with both CHRs. In particular, there was an increase in RNA synthesis of these after 24 h followed by an effective release of proteins after the following 24. Genotoxic damage was observed in the treatment with CHR-L, expressed as an increase in the phosphorylated form histone H2AX after 24 h. In conclusion, this study showed that the Russian CHR is able to significantly damage the bronchial epithelium in the early hours of exposure by activating pro-inflammatory and genotoxic signals. Starting from these preliminary data, it is necessary to further investigate the chronic effects on human health