Zanieczyszczenia środowiska w POChP i raku płuc

Badania epidemiologiczne wykazują istotną statystycznie korelację pomiędzy częstością hospitalizacji a narażeniem na substancje zanieczyszczające środowisko, takie jak cząstki atmosferyczne (PM10 i PM2,5). Szkodliwość dla zdrowia ludzkiego zależy zarówno od składu chemicznego, jak i wielkości cząstek. Przewlekłe narażenie na pyły zawieszone zwiększa ryzyko rozwoju chorób układu oddechowego i sercowo-naczyniowego, a także może zwiększać ryzyko raka płuc. W rzeczywistości cząstki stałe są powszechnie uznawane za substancję rakotwórczą klasy 1. Drobne cząstki stałe są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego ze względu na zdolność przenoszenia do płuc innych substancji zanieczyszczających, takich jak wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Warto zauważyć, że WWA powodują uszkodzenie płuc ze względu na ich zdolność do indukowania uwalniania mediatorów stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego. Zdarzenia te powodują przebudowę i zniszczenie miąższu pęcherzykowego, co jest związane z wystąpieniem i postępem chorób układu oddechowego, takich jak astma, POChP, zwłóknienie płuc i rak płuc. Zatem udział zanieczyszczeń środowiska w predyspozycji i zaostrzeniu chorób płuc, w rozwoju infekcji dróg oddechowych oraz w procesie karcynogenezy jest ewidentny. Ponadto stres oksydacyjny związany z zanieczyszczeniami środowiska może powodować uszkodzenia DNA. W ostatnim czasie zidentyfikowano niekonwencjonalne struktury DNA, zwane G-quadrupleksem (G4), które są szczególnie podatne na stres oksydacyjny. W rzeczywistości wiadomo, że sekwencje DNA bogate w guaninę są bardziej reaktywne z rodnikami hydroksylowymi niż reszty guaniny rozproszone w całym genomie, a powstawanie uszkodzeń oksydacyjnych (8-oxo-dg) na poziomie G4 zmniejsza jego stabilność termiczną. Biorąc pod uwagę rolę G4 ​​w procesach fizjologicznych i patologicznych oraz ich obecność w mitochondrialnym DNA, telomerach i onkogenach protomotorów, interesujące jest zbadanie potencjalnego zaangażowania w komórkowe mechanizmy odpowiedzi na stres oksydacyjny związany z zanieczyszczeniami. Wiadomo, że stres oksydacyjny wywołany zanieczyszczeniami może zmieniać integralność mitochondriów, prowadząc do ich dysfunkcji. Najnowsze dowody wskazują, że wrodzona odporność, apoptoza i metabolizm są w dużej mierze regulowane przez aktywność mitochondriów. Z kolei na normalną aktywność mitochondriów mogą wpływać procesy zapalne, infekcje, palenie tytoniu i „obrazy środowiskowe” i mogą one reagować na takie bodźce poprzez zmiany strukturalne i ekspresję białek, co skutkuje dysfunkcją. Zaangażowanie mitochondriów w regulację wrodzonej i nabytej odpowiedzi immunologicznej potwierdza rolę zanieczyszczeń w patogenezie chorób układu oddechowego. Rzeczywiście, funkcja i integralność mitochondriów mają kluczowe znaczenie zarówno dla etapów efektorowych, jak i pamięciowych różnicowania limfocytów T, które odgrywają główną rolę w chorobach układu oddechowego. W tym kontekście punkty kontrolne odporności PD-1/PD-L1 są niezbędne w promowaniu homeostazy układu odpornościowego. Rzeczywiście biorą udział w samotolerancji i składają się z szeregu interakcji ligand-receptor zaangażowanych w koordynację skutecznej odpowiedzi immunologicznej, ograniczając jednocześnie uboczne uszkodzenia narządów i tkanek. Wkład naszej grupy badawczej w badania szlaku PD-1/PD-L1 w kontekście chorób układu oddechowego był istotny, obserwując, że szlak ten ulega zmianie nie tylko w przypadku raka płuc, ale także w przewlekłych chorobach płuc, takich jak POChP. Obecnie, chociaż uznano rolę substancji zanieczyszczających środowisko, dysfunkcji mitochondriów i osi PD-1/PD-L1 w patogenezie wielu chorób układu oddechowego, przydatne jest dalsze wyjaśnienie leżących u podstaw wzajemnych powiązań molekularnych i mechanizmów, poprzez które zanieczyszczenia mogą wpływać na mitochondria. punkty kontrolne integralności i odporności.