Znečištěné ovzduší patří mezi nejvýznamnější environmentální rizikové faktory ovlivňující lidské zdraví. Přispívá ke vzniku i zhoršení řady respiračních a kardiovaskulárních onemocnění. Přesto zůstává řada mechanismů, kterými znečištěné ovzduší působí na buňky dýchacích cest, dosud neobjasněna.
Studie publikovaná v časopise Journal of Hazardous Materials Advances (IF 9,1) (otevře se v novém okně) ukazuje, jak znečištěné ovzduší mění aktivitu genů v buňkách dýchacích cest a proč zdravé buňky reagují jinak než buňky pacientů s astmatem. Hlavní autorkou je doktorandka Zuzana Šímová. Na výzkumu se podílel tým Oddělení toxikologie a molekulární epidemiologie vedený Pavlem Rossnerem. Výzkum byl realizován v rámci projektu AMBIEX.
Místo laboratoře skutečné ovzduší
Na rozdíl od většiny laboratorních studií vědci a vědkyně nezkoumali účinky jednotlivých znečišťujících látek, ale vystavili buňky skutečnému venkovnímu ovzduší. K tomu využili pokročilý trojrozměrný model lidské dýchací sliznice (MucilAir™), který věrně napodobuje prostředí dýchacích cest.
Buňky od zdravých dárců i pacientů s astmatem byly po dobu pěti dnů exponovány ve třech rozdílných lokalitách – v Košeticích na Českomoravské vrchovině, které představují čisté venkovské prostředí, v Kvasinách, kde kvalitu ovzduší ovlivňuje průmyslová výroba, a v Ostravě – městské lokalitě, kde je kvalita ovzduší ovlivněna kombinací různých zdrojů znečištění.
Městské ovzduší vyvolalo nejvýraznější změny
Výzkum ukázal, že nejvýraznější biologické změny vyvolalo městské ovzduší. Naproti tomu buňky vystavené ovzduší z čisté nebo průmyslové oblasti vykazovaly jen minimální nebo žádné změny. Výsledky potvrzují, že kvalita ovzduší ve městech může významně ovlivňovat zdraví dýchacích cest.
Podrobná analýza navíc ukázala, že znečištěné ovzduší ovlivňuje u zdravých lidí a pacientů s astmatem odlišné skupiny genů. U zdravých buněk byly nejvíce ovlivněny geny spojené s udržením struktury a obnovou tkáně dýchacích cest, zatímco u pacientů s astmatem převažovaly změny v genech souvisejících především s funkcí ochranné výstelky dýchacích cest, zánětlivou odpovědí a buněčným stresem.
Nové poznatky pro výzkum respiračních onemocnění
Studie je výjimečná zejména použitou metodikou. Jako jedna z prvních propojuje expozici buněk reálnému venkovnímu ovzduší s využitím moderních trojrozměrných modelů lidské sliznice dýchacích cest. Tento přístup věrněji napodobuje podmínky, kterým jsou lidé vystaveni v běžném životě. Součástí výzkumu byly také moderní transkriptomické metody, které umožňují sledovat změny aktivity tisíců genů současně včetně analýzy mikroRNA – molekul regulujících aktivitu genů. Díky tomu se podařilo lépe porozumět tomu, jak znečištěné ovzduší ovlivňuje buňky dýchacích cest na molekulární úrovni. Tyto poznatky mohou v budoucnu přispět k účinnější prevenci i léčbě respiračních onemocnění, zejména u lidí s astmatem.
Komentáře