ASSESSING ENDOCRINE ACTIVE SUBSTANCES¿ IMPACT ON THE IMMUNE SYSTEM THROUGH IN VITRO STUDIES

Le sostanze attive a livello endocrino (EAS) sono sostanze in grado in interagire con il sistema endocrino e in caso questa interazione induca effetti avversi, essi vengono identificati come interferenti endocrini (IE). Si trovano principalmente nell'ambiente, negli alimenti, nei cosmetici, nei pesticidi, nella plastica e nei prodotti industriali. Esiste una stretta interazione tra il sistema endocrino e quello immunitario e pertanto gli IE possono presumibilmente interferire con la risposta immunitaria. Recentemente, durante gli ultimi decenni, si è registrato un aumento di alcune patologie, tra cui condizioni che coinvolgono il sistema immunitario, come allergie e patologie di carattere autoimmune. Tra le principali cause attribuibili a questo aumento sono state proposti gli IE. Lo scopo di questo progetto di tesi è stato quello di valutare se noti o presunti EAS o IE siano in grado di modulare la risposta immunitaria. Per far ciò, sono stati utilizzati diversi test in vitro, impiegando sia colture cellulari sia cellule primarie di origine umana. La batteria di test sviluppati potrebbe consentire in futuro di ridurre l'uso di animali e permettere una valutazione più approfondita durante la fase di caratterizzazione del pericolo di sostanze chimiche prima della commercializzazione. Lo studio è iniziato con l’uso del glifosato; un composto il cui utilizzo è oggetto di intenso dibattito. Il glifosato rientra tra le sostanze sospettate per essere un EAS, sebbene recentemente l’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) abbia affermato che il glifosato non incontra i criteri per caratterizzarlo come IE. Il glifosato è uno degli erbicidi più utilizzati a livello mondiale, la cui sicurezza è stata recentemente oggetto di discussione. Anche se ancora dibattuto, diversi disturbi endocrini (es, riproduttivi e tiroidei) del glifosato sono stati riportati assieme ad alcune evidenze di effetti immunotossici in vivo (es, infiammazione polmonare, rinite, artrite reumatoide). Pertanto, la capacità del glifosato di interferire direttamente con l’attivazione delle cellule del sistema immunitario è stata valutata. In particolare, cellule mononucleate di sangue periferico (PBMC) ottenute da donatori sani sono state impiegate per valutare la possibile interferenza con il sistema immunitario, con un focus particolare sul differenziamento dei linfociti T helper. La riduzione delle cellule T helper 1 è stato il principale effetto osservato in seguito a esposizione a glifosato, che ha indotto uno sbilanciamento della ratio Th1/Th2, a favore dei linfociti Th2 che è in accordo con dati presenti in letteratura ottenuti in vivo. Questa azione è risultata essere mediata dal recettore degli estrogeni α e dall'aumento della regolazione di un miRNA (miR-500a-5p). Questi studi dimostrano, quindi, che il glifosato è in grado di agire direttamente sui linfociti T, con un meccanismo che suggerisce il coinvolgimento del recettore degli estrogeni α. Successivamente, la mia attività di ricerca si è sviluppata nell’ambito del progetto PRIN # 2017MLC3NF - EDONIS, focalizzandosi sulla valutazione degli effetti di certi o presunti EAS/IE sul sistema immunitario umano. A tal fine, sono stati selezionati sei composti appartenenti a diverse categorie chimiche e funzionali ed è stata utilizzata una batteria di test in vitro per valutare il loro impatto sul sistema immunitario. I composti selezionati sono stati atrazina, cipermetrina, vinclozolina, etinilestradiolo, dietilftalato, e acido perfluoroottansolfonico; i primi tre appartenenti a tre classi di pesticidi, etinilestradiolo è un farmaco e le ultime due sono sostanze chimiche ad uso industriale ampiamente utilizzate. Inizialmente è stata impiegata la linea cellulare monocitaria umana THP-1 per determinare la capacità dei composti selezionati di interferire con l'espressione di RACK1 (recettore per la chinasi C attivata 1), considerato come un ponte tra il sistema immunitario e quello endocrino, in quanto la sua espressione è sotto il controllo degli ormoni steroidei. Tutti i composti sono risultati in grado di modulare l'espressione di RACK1 e di diversi marcatori pro-infiammatori (IL-8, TNF-α, CD54 e CD86). Questi effetti sono stati successivamente confermati in cellule primarie umane di entrambi i sessi (PBMC). In aggiunta sono state valutate anche l'attività litica delle cellule natural killer e la differenziazione dei linfociti T. Sulla base dei risultati ottenuti, acido perfluorottansolfonico e dietilftalato sono risultati immunosoppressivi per la maggior parte dei parametri, e grazie all’utilizzo di modulatori farmacologici specifici è stato possibile dimostrare un effetto d’interferenza endocrina alla base degli effetti osservati. Gli studi sui singoli composti sono stati seguiti da analisi sulle miscele di sostanze perfluoroalchiliche (PFAS). Il problema delle miscele è spesso sottovalutato, nonostante sia rappresentativo dell’effettiva esposizione umana. Sono stati valutati tre PFAS a catena corta e tre a catena lunga. La miscela di tutti e sei i PFAS ha determinato una riduzione generale dell'attivazione di basofili e dei linfociti umani. In particolare, la popolazione di linfociti più colpita è stata quella delle cellule T invarianti associate alla mucosa (MAIT), una popolazione di cellule T innate-like. Per comprendere meglio l'effetto delle miscele sul sistema immunitario umano, sono stati successivamente testati quattro estratti di effluenti di impianti di trattamento delle acque reflue. La loro esposizione ha indotto una riduzione dell'attivazione dei linfociti e della reazione dei basofili alla componente batterica, mentre ha aumentato l'attivazione dei basofili a stimolo allergico. Tra le 339 sostanze chimiche rilevate nei quattro estratti, 29 sono state considerate prioritarie per la loro forte correlazione con la maggior parte dei parametri immunitari. Si tratta di farmaci, pesticidi, prodotti chimici industriali e IE, evidenziando quindi una contaminazione di questi effluenti con il potenziale di interferire con la salute umana. La batteria di diversi test in vitro utilizzati si è rivelata utile per la valutazione del potenziale immunotossico delle sostanze chimiche, inclusi IE o EAS. I dati ottenuti rafforzano il concetto di interazione immuno-endocrina e indicano che questi test potrebbero essere integrati nelle procedure di valutazione del pericolo in vista di una valutazione del rischio più sostenibile.

Grantor dc:publisher

Università degli Studi di Milano

Year dc:date

2024

Author dc:creator

• MADDALON, AMBRA

Contributors dc:contributor

• tutor: M. Marinovich ; co-tutor: E. Corsini ; coordinatore: D. Norata
• A. Maddalon
• MARINOVICH, MARINA
• NORATA, GIUSEPPE DANILO

• network science
• web3
• temporal network
• multilayer network
• machine learning
• graph neural networks, cryptocurrency, social networks, social media, financial networks, nft
• Settore BIO/14 - Farmacologia

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess

Language dc:language

eng

Identifier

http://dx.doi.org/10.13130/maddalon-ambra_phd2024-01-18
10.13130/maddalon-ambra_phd2024-01-18

OAI identifier oai:identifier

oai:air.unimi.it:2434/1022138