Lo studio ha rilevato che le particelle inalate dagli inquinanti ambientali si accumulano per decenni all'interno delle cellule immunitarie nei linfonodi associati ai polmoni, indebolendo alla fine la capacità delle cellule di combattere le infezioni respiratorie.
I risultati, pubblicati il 21 novembre su Nature Medicine, offrono una nuova ragione per cui gli individui diventano più suscettibili alle malattie respiratorie con l'età.
Gli anziani sono particolarmente vulnerabili alle infezioni respiratorie, un fatto messo in evidenza dalla pandemia di COVID. Il tasso di mortalità per COVID è 80 volte superiore nelle persone di età superiore ai 75 anni rispetto agli adulti più giovani, e gli anziani sono anche più vulnerabili all'influenza e ad altre infezioni polmonari.
All'inizio i ricercatori della Columbia non stavano studiando l'influenza dell'inquinamento atmosferico sul sistema immunitario. Più di dieci anni fa hanno iniziato a raccogliere tessuti da donatori di organi deceduti per studiare le cellule immunitarie in più tessuti mucosali e linfoidi. Tali cellule sono state in gran parte inaccessibili ai ricercatori che studiano il sistema immunitario, dove il campionamento è limitato al sangue periferico.
"Quando abbiamo esaminato i linfonodi delle persone, siamo rimasti colpiti dal fatto che molti dei linfonodi polmonari apparivano di colore nero, mentre quelli del tratto gastrointestinale e di altre aree del corpo erano del tipico colore beige", spiega Donna Farber, Ph.D., George H. Humphreys II Professor of Surgical Sciences (in Chirurgia) e professore di microbiologia e immunologia al Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons, che ha guidato lo studio.
I ricercatori hanno raccolto più tessuto da donatori giovani e hanno notato una differenza di età nell'aspetto dei linfonodi polmonari: Quelli dei bambini e degli adolescenti erano in gran parte beige, mentre quelli dei donatori di età superiore ai 30 anni si tingevano di nero e diventavano più scuri con l'aumentare dell'età.
"Quando abbiamo fotografato i linfonodi anneriti del polmone e abbiamo scoperto che erano intasati da particelle di inquinanti presenti nell'aria, abbiamo iniziato a pensare al loro impatto sulla capacità del polmone di combattere le infezioni con l'avanzare dell'età", spiega Farber.
Nel nuovo studio, Farber e i suoi colleghi hanno esaminato i tessuti di 84 donatori di organi umani deceduti, di età compresa tra gli 11 e i 93 anni, tutti non fumatori.
Hanno scoperto che le particelle inquinanti nei linfonodi polmonari si trovavano all'interno dei macrofagi, cellule immunitarie che inglobano e distruggono batteri, virus, detriti cellulari e altre sostanze potenzialmente pericolose.
I macrofagi che contenevano il particolato erano significativamente compromessi: erano molto meno capaci di ingerire altre particelle e di produrre citochine - segnali chimici di "aiuto" - che attivano altre parti del sistema immunitario. I macrofagi negli stessi linfonodi che non contenevano particolato non erano danneggiati.
"Queste cellule immunitarie sono semplicemente soffocate dal particolato e non possono svolgere le funzioni essenziali che ci aiutano a difenderci dagli agenti patogeni", spiega Farber.
Lo studio si intitola "L'accumulo di particolato inalato con l'età compromette la funzione immunitaria e l'architettura dei linfonodi polmonari umani".
Gli anziani sono particolarmente vulnerabili alle infezioni respiratorie, un fatto messo in evidenza dalla pandemia di COVID. Il tasso di mortalità per COVID è 80 volte superiore nelle persone di età superiore ai 75 anni rispetto agli adulti più giovani, e gli anziani sono anche più vulnerabili all'influenza e ad altre infezioni polmonari.
All'inizio i ricercatori della Columbia non stavano studiando l'influenza dell'inquinamento atmosferico sul sistema immunitario. Più di dieci anni fa hanno iniziato a raccogliere tessuti da donatori di organi deceduti per studiare le cellule immunitarie in più tessuti mucosali e linfoidi. Tali cellule sono state in gran parte inaccessibili ai ricercatori che studiano il sistema immunitario, dove il campionamento è limitato al sangue periferico.
"Quando abbiamo esaminato i linfonodi delle persone, siamo rimasti colpiti dal fatto che molti dei linfonodi polmonari apparivano di colore nero, mentre quelli del tratto gastrointestinale e di altre aree del corpo erano del tipico colore beige", spiega Donna Farber, Ph.D., George H. Humphreys II Professor of Surgical Sciences (in Chirurgia) e professore di microbiologia e immunologia al Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons, che ha guidato lo studio.
I ricercatori hanno raccolto più tessuto da donatori giovani e hanno notato una differenza di età nell'aspetto dei linfonodi polmonari: Quelli dei bambini e degli adolescenti erano in gran parte beige, mentre quelli dei donatori di età superiore ai 30 anni si tingevano di nero e diventavano più scuri con l'aumentare dell'età.
"Quando abbiamo fotografato i linfonodi anneriti del polmone e abbiamo scoperto che erano intasati da particelle di inquinanti presenti nell'aria, abbiamo iniziato a pensare al loro impatto sulla capacità del polmone di combattere le infezioni con l'avanzare dell'età", spiega Farber.
Nel nuovo studio, Farber e i suoi colleghi hanno esaminato i tessuti di 84 donatori di organi umani deceduti, di età compresa tra gli 11 e i 93 anni, tutti non fumatori.
Hanno scoperto che le particelle inquinanti nei linfonodi polmonari si trovavano all'interno dei macrofagi, cellule immunitarie che inglobano e distruggono batteri, virus, detriti cellulari e altre sostanze potenzialmente pericolose.
I macrofagi che contenevano il particolato erano significativamente compromessi: erano molto meno capaci di ingerire altre particelle e di produrre citochine - segnali chimici di "aiuto" - che attivano altre parti del sistema immunitario. I macrofagi negli stessi linfonodi che non contenevano particolato non erano danneggiati.
"Queste cellule immunitarie sono semplicemente soffocate dal particolato e non possono svolgere le funzioni essenziali che ci aiutano a difenderci dagli agenti patogeni", spiega Farber.
"Non conosciamo ancora l'impatto completo dell'inquinamento sul sistema immunitario polmonare", aggiunge Farber, "ma l'inquinamento gioca indubbiamente un ruolo nella creazione di infezioni respiratorie più pericolose negli individui anziani ed è un'altra ragione per continuare a lavorare sul miglioramento della qualità dell'aria".James P. Kiley, Ph.D., direttore della Divisione di malattie polmonari presso il National Heart, Lung, and Blood Institute, parte del National Institutes of Health, concorda. "È uno studio interessante che suggerisce che l'inquinamento atmosferico può contribuire a rendere gli anziani più suscettibili alle infezioni respiratorie", afferma Kiley, che non ha partecipato allo studio. "Oltre a sostenere gli sforzi in corso per controllare l'inquinamento atmosferico, questi risultati sottolineano l'importanza di ulteriori ricerche per comprendere meglio gli effetti polmonari del particolato inalato e le interazioni tra inquinamento atmosferico e malattie polmonari croniche".
Lo studio si intitola "L'accumulo di particolato inalato con l'età compromette la funzione immunitaria e l'architettura dei linfonodi polmonari umani".
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