*Silvana Fiorito, *Felice Salsano,

* Università di Roma, Dipartimento di Medicina Clinica-Unità di Immunologia Clinica:Centro per lo Studio della Sclerodermia

**Gianfranco Ferraccioli **Università Cattolica del Sacro Cuore-Policlinico Gemelli, Divisione di Reumatologia, Roma

Nell’ambito di tale progetto il nostro gruppo (S. Fiorito e F. Salsano, Università di Roma, Dipartimento di Medicina Clinica-Unità di Immunologia Clinica:Centro per lo Studio della Sclerodermia) in collaborazione con i colleghi del Laboratorio di Fisiopatologia cutanea dell’ Istituto Dermatologico San Gallicano di Roma ha effettuato uno studio preliminare degli effetti delle nanoparticelle provenienti dai gas di scarico di due tipi di motori diesel su cellule cutanee umane (cheratinociti e fibroblasti) in cultura primaria. Nostro obbiettivo era quello di verificare se tale nanoparticolato possa essere citotossico e avere effetti pro-infiammatori nei riguardi di tali cellule e se, come da noi ipotizzato, la risposta infiammatoria cellulare al nanoparticolato ambientale possa indurre un processo a cascata responsabile del successivo sviluppo di reazione fibrotica da parte dei fibroblasti in malattie infiammatorie croniche, come la Sclerosi Sistemica, nelle quali la fibrosi ha un ruolo preponderante.

Risultati preliminari:

– Sono stati studiati gli effetti tossici e pro-infiammatori di nanoparticelle di carbonio provenienti dai gas di scarico di due tipi di motori diesel: di nuova (Euro IV) e di vecchia generazione su cellule cutanee umane in vitro. Tali nanoparticelle erano state precedentemente caratterizzate dal punto di vista fisico-chimico utilizzando microscopia elettronica ad alta risoluzione, esame termogravimetrico etc.

– I tests di citotossicità sono stati effettuati su cheratinociti e fibroblasti umani provenienti da cute di soggetti normali, in cultura primaria.

– Sono stati valutati:

1) la capacità dei cheratinociti umani di internalizzare il nanoparticolato

2) la citotossicità del nanoparticolato (mediante valutazione della vitalità cellulare con test del trypan blu) nei riguardi di cheratinociti e fibroblasti cutanei

3) il potenziale pro-infiammatorio del nanoparticolato (mediante la valutazione del rilascio e dell’espressione genica delle principali citochine infiammatorie- IL-1α, Il6, Il-8, TNF- α) nei riguardi dei cheratinociti cutanei

4) la capacità del nanoparticolato di indurre stress ossidativo cellulare (mediante la misurazione dell produzione di specie reattive dell’ossigeno –ROS- intracellulari) nei cheratinociti cutanei

5) la capacità del nanoparticolato di stimolare nei cheratinociti la produzione di molecole anti-ossidanti (mediante la misurazione dell’espressione genica delle molecole Nrf2 e emossigenasi-1)

6) il potenziale pro-infiammatorio del nanoparticolato nei riguardi di fibroblasti cutanei normali (mediante la valutazione della secrezione delle metalloproteasi: MMP-3 e MMP-9 secrete dai fibroblasti stimolati col nanoparticolato.

I risultati ottenuti dal nostro studio hanno dimostrato che:

1) tutti e due i tipi di nanoparticolato sono internalizzati spontaneamente dai cheratinociti;

2) tutti e due i tipi di nanoparticolato sono citotossici nei riguardi di ambedue le popolazioni cellulari studiate , ma il particolato proveniente da motori diesel di tipo Euro IV ha dimostrato una maggiore citotossicità rispetto a quello proveniente da motori diesel di vecchia concezione;

3) tutti e due i tipi di nanoparticolato sono in grado di indurre aumento significativo della produzione di citochine infiammatorie da parte dei cheratinociti umani in cultura, in modo dose-dipendente. E’ particolarmente importante il riscontro dell’aumentata produzione da parte dei cheratinociti di IL-1α, in quanto è proprio attraverso la liberazione e l’attività di questa citochina che si può spiegare come, in vivo, possa avvenire l’attivazione dei fibroblasti presenti nel derma da parte dei cheratinociti stimolati dal nanoparticolato;

4) tutti e due i tipi di nanoparticolato inducono stress ossidativo in queste cellule, e non sono in grado di indurre da parte delle stesse cellule una concomitante produzione di molecole antiossidanti protettive, capaci di controbilanciare l’effetto ossidativo;

5) tutti e due i tipi di nanoparticolato esercitano un effetto pro-infiammatorio anche sui fibroblasti dermici, inducendo una produzione significativa di ambedue le metalloproteasi studiate, ma si è osservato che il nanoparticolato dei motori diesel Euro IV ha un maggiore capacità, rispetto al nanoparticolato dei motori di vecchia generazione, di indurre la produzione delle  metalloproteasi MMP-3. La metalloproteasi MMP-3 è più potente dell’ MMP-9 come attivatore del rilascio di TNF-α, e pertanto ha un maggior potere profibrotico ed è più  effettiva nello stimolare l’attivazione delle cellule endoteliali e il richiamo di linfociti infiltranti.

Tali risultati, anche se preliminari,  ci sembrano molto incoraggianti per la verifica e la conferma dell’ipotesi ambientale come una delle concause della Sclerosi Sistemica, come da noi prefigurato nel nostro progetto di ricerca.

Il lavoro è stato inviato per la pubblicazione alla rivista internazionale  Nanotoxicology, rivista ad Impact Factor alto (oltre 7)

Prof. Felice Salsano

Direttore Cattedra e UOC

Immunologia Clinica  B

Centro di riferimento per la Sclerosi Sistemica

Azienda Policlinico Umberto I

SAPIENZA UNIVERSITA’ DI ROMA    Roma  italia