Polmoni in Fiamme: Fumo da Incendi, Malattie Incidenti, Popolazioni Suscettibili e Valori della Comunità in Canada (LoF)

OBIETTIVO: Utilizzare le risposte a esposizioni umane controllate al fumo di legna, come modello del fumo degli incendi boschivi (WFS), per quantificare il rischio e aggiungere plausibilità biologica alla supposizione che il materiale particolato con diametro di 2,5 micrometri o inferiore (PM2,5) correlato al WFS contribuisca allo sviluppo di malattie neurologiche e polmonari croniche.

Brachia di esposizione dello studio:

Braccio A: 3 giorni consecutivi con esposizioni di 2h al fumo di legna a 35 µg/m³ di PM2,5 Braccio B: 3 giorni consecutivi con esposizioni di 2h al fumo di legna a 105 µg/m³ di PM2,5 Braccio C: 2 giorni consecutivi di aria filtrata (FA), seguiti da 1 giorno con un'esposizione di 2h al fumo di legna a 315 µg/m³ di PM2,5

IPOTESI, GIUSTIFICAZIONI E OBIETTIVI Obiettivo 1A: Aumentare la plausibilità e quantificare il rischio dei contributi del WFS alle malattie polmonari croniche.

Ipotesi 1A: I ricercatori determineranno meccanismi che collegano plausibilmente l'esposizione al WFS allo sviluppo di malattie croniche, collegando le esposizioni al WFS al declino della funzione polmonare, all'asma, alla broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) o al cancro del polmone.

Valutare la plausibilità di collegare l'esposizione al WFS alle malattie polmonari croniche come asma, BPCO e cancro del polmone.

Valutare gli impatti biologici del WFS sulle vie aeree.

• In particolare, quali sono gli effetti della concentrazione, intensità e durata dell'esposizione sulle risposte infiammatorie e immunomodulatorie all'esposizione al WFS?
• Diversi percorsi biologici possono collegare le esposizioni al WFS con lo sviluppo di malattie respiratorie croniche come asma, BPCO e cancro del polmone. Questi includono gli effetti dello stress ossidativo e dell'infiammazione sull'integrità della barriera epiteliale, che può facilitare il contatto con cellule immunitarie, la sensibilizzazione agli allergeni, l'aumentata suscettibilità alle infezioni e il rimodellamento tissutale che compromette la funzione polmonare. L'epigenetica, in particolare la metilazione del DNA (DNAm), è un altro potenziale meccanismo che collega il WFS alle malattie croniche, e il microbioma delle vie aeree può anche contribuire attraverso diversi percorsi. Tuttavia, il WFS differisce dall'inquinamento atmosferico urbano generale e correlato al traffico (TRAP), quindi gli effetti dell'esposizione al TRAP dimostrati finora non possono essere considerati applicabili al WFS.

Obiettivo 1B: Utilizzare uno studio di esposizione umana controllata per identificare, attraverso diverse intensità di esposizione al WFS:

1.1 Cambiamenti neurocognitivi rilevanti per lo sviluppo di malattie neurologiche croniche 1.2 Modelli temporali di insorgenza e risoluzione in marcatori neuro-infiammatori circolanti rilevanti 1.3 Sesso, età e genetica come fattori di suscettibilità modificatori di effetto per i fenomeni sopra citati

Ipotesi 1B: I ricercatori dimostreranno disturbi nella rete della modalità predefinita (DMN) del cervello e aumenti dipendenti dall'intensità nei marcatori neuro-infiammatori circolanti, in particolare negli individui più anziani e in quelli con genotipi che conferiscono un metabolismo antiossidante carente o che conferiscono rischio di demenza.

DISEGNO DELLA RICERCA Uno studio di esposizione umana controllato, randomizzato, in doppio cieco, con disegno incrociato.

ANALISI STATISTICA I dati saranno analizzati in R utilizzando modelli ad effetti misti generalizzati e lineari. I modelli saranno eseguiti con l'esposizione come effetto fisso e l'ID del partecipante come effetto casuale.