Riassunto analitico
Background: La sclerosi sistemica (SSc) è una malattia infiammatoria sistemica del tessuto connettivo. È caratterizzata da infiammazione cronica, microangiopatia diffusa e fibrosi interstiziale e perivasale progressiva della cute e di vari organi. Evidenze epidemiologiche suggeriscono un possibile ruolo dei fattori ambientali quali polveri di silicio e metalli inorganici come possibili cofattori eziologici o prognostici della SSc. Il nostro studio ha ampliato la casistica precedente sulla valutazione qualitativa e quantitativa di micro e nanoparticelle (NPs) nel siero di pazienti affetti da SSc e di controlli sani. Successivamente ci siamo focalizzati sulla valutazione della diversa affinità tra proteine sieriche umane e nanoparticelle in vitro.
Metodi: L’esposizione di 80 pazienti affetti da SSc, di cui 40 nuovi arruolati, residenti nella provincia di Modena è stata valutata mediante un questionario anamnestico. Lo studio ha incluso 80 volontari sani di sesso ed età comparabili ai pazienti reclutati. I dati demografici e clinici di tutti i soggetti reclutati sono stati raccolti così come la loro storia residenziale e lavorativa, le loro abitudini alimentari e di fumo. In seguito è stata valutata la presenza di particelle in campioni di siero dei soggetti inclusi nello studio utilizzando la microscopia elettronica a scansione ambientale (ESEM) e la loro eventuale composizione chimica mediante microanalisi a raggi X (EDS). La valutazione quantitativa di elementi in traccia nel siero dei pazienti è stata effettuata utilizzando la spettroscopia di emissione atomica (ICP-AES). La possibile interazione tra di diversi tipi di NPs (Si7nm, Si10-20nm,Si70nm,TiSi, Ti, Zn, Fe e Al) con le proteine del siero umano (albumina, fibrinogeno, IgG e IgM) è stata studiata utilizzando test di affinità in vitro. Successivamente, è stata studiata l'eventuale interazione tra NPs e proteine sieriche umane in pazienti affetti da SSc mediante elettroforesi su gel denaturante (SDS-PAGE).
Risultati: L'esposizione occupazionale è risultata essere l'unico fattore di rischio significativo nell'insorgenza della SSc (OR = 2.029% CI = 1.081 to 3.810) rispetto ai controlli. Le analisi condotte mediante le tecniche ESEM ed EDS sui campioni di siero hanno rivelato particelle inorganiche di varie dimensioni (da 30nm a 4μm) e di composizione eterogenea nel siero dei pazienti affetti da SSc. L’elemento riscontrato con maggior frequenza di occorrenza è risultato il silicio presente nell’86% delle particelle identificate. L’analisi quantitativa degli elementi in traccia mediante ICP-AES ha confermato un aumento significativo di Si (p <0.0001) nei campioni di siero di 43 pazienti affetti da SSc. La valutazione clinica dei pazienti con alte concentrazioni di Si ha mostrato un’età media più bassa dei pazienti (P = 0.04), una maggiore presenza della forma diffusa della malattia (p = 0.03), un aumento della presenza di ulcere digitali (p = 0.02) e di fibrosi polmonare (p = 0.01). Gli studi di affinità in vitro tra le proteine sieriche umane e le NPs hanno dimostrato la capacità delle NPs di assorbire e legare significativamente (p <0.0001) le proteine. In particolare, nel caso del Si10-20nm si è osservata una riduzione della presenza di fibrinogeno del 92% e di IgG e di IgM rispettivamente del 70% e del 94%. Mediante tecnica SDS-PAGE è stata riscontrata un’affinità di legame significativa (p<0.05) tra NPs di Si10-20nm e la presenza di anticorpi Scl70 nel siero dei pazienti SSc.
Conclusioni: Questi dati suggeriscono che l'esposizione a micro e nanoparticelle, in particolare a particelle di silicio, può essere considerata un possibile cofattore eziopatogenetico per la sclerosi sistemica ed un possibile parametro predittivo di severità clinica della malattia.
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