L’esposizione umana alle sostanze chimiche ambientali, soprattutto durante le fasi critiche dello sviluppo del sistema nervoso centrale dei bambini, solleva notevoli preoccupazioni per la salute. MA non si parla solo di inquinamento industriale esterno ed urbano; esiste anche un inquinamento “indoors” o (se si preferisce domestico), dato dall’esposizione alle decine di prodotti per la casa, il giardino, e similari. Questo significa esporsi a centinaia di composti chimici diversi che possono avere nel tempo seri effetti sulla salute. Sostanze come il metilmercurio, il piombo, gli organofosfati e i policlorobifenili sono collegate all’interruzione dello sviluppo del cervello, contribuendo potenzialmente alla crescente prevalenza di disturbi dello sviluppo neurologico come l’autismo e l’ADHD. Queste tendenze suggeriscono che i fattori ambientali svolgono un ruolo critico oltre la genetica.
Gli oligodendrociti, vitali per la funzionalità cerebrale attraverso la mielinizzazione e il supporto neuronale, sono particolarmente sensibili a queste sostanze chimiche dallo sviluppo fetale fino all’adolescenza. Nonostante la loro importanza, la ricerca limitata si è concentrata sull’impatto delle tossine ambientali sugli oligodendrociti. Questa lacuna evidenzia la necessità di ulteriori indagini su come queste sostanze chimiche influenzano lo sviluppo degli oligodendrociti e di identificare modi per contrastare i loro effetti dannosi sullo sviluppo neurologico. Anche perché queste cellule sono quelle che, in caso di malattia, sono danneggiate in caso di sclerosi multipla, lasciando intuire la correlazione fra esposizione ambientale/domestica e questo problema di salute pubblica. Un ultimo studio ha valutato l’impatto delle sostanze chimiche ambientali sullo sviluppo dei progenitori oligodendrogliali (OPC) derivati da cellule staminali pluripotenti di topo (mPSC).
Tramite uno screening HTS per esaminare la lista delle 1.823 sostanze chimiche esaminate, una selezione è risultata citotossica per gli oligodendrociti in via di sviluppo o ne impedisce la generazione senza indurre citotossicità. Lo screening ha rivelato che la maggior parte delle sostanze chimiche non ha avuto effetti significativi sullo sviluppo o sulla vitalità degli oligodendrociti, tuttavia 292 sono state identificate come citotossiche e 47 come inibitori della generazione di oligodendrociti. Ulteriori indagini utilizzando analisi dell’attività metabolica e della vitalità cellulare hanno convalidato gli effetti citotossici di alcune sostanze chimiche. Il confronto dei profili di citotossicità tra diversi tipi di cellule, inclusi astrociti di topo e dati di database chimici, ha identificato i composti dell’ammonio quaternario come selettivamente citotossici per gli oligodendrociti.
Questi composti, caratterizzati da un azoto centrale con quattro gruppi alchilici, hanno dimostrato una specifica azione tossica nello sviluppo di oligodendrociti. Per essere pratici, si ritrovano come agenti attivi disinfettanti in moltissimi prodotti e detersivi. Lo studio ha inoltre esplorato l’attivazione della risposta integrata allo stress (ISR) come potenziale meccanismo per la citotossicità indotta dai composti quaternari. È stata inoltre testata la capacità dei composti quaternari di attraversare la barriera emato-encefalica e si è scoperto che erano presenti nel tessuto cerebrale a concentrazioni nanomolari dopo la somministrazione ai topi. Inoltre, con modelli organoidi neurali derivati da cellule staminali pluripotenti umane, si è confermato che i composti quaternari potrebbero interferire con lo sviluppo degli oligodendrociti umani, riducendo la densità dei progenitori SOX10+.
Inoltre, lo screening ha identificato i ritardanti di fiamma organofosfati come inibitori dello sviluppo degli oligodendrociti. È stato dimostrato che questi composti arrestano la progressione degli oligodendrociti da precoci a intermedi e maturi. I risultati dello studio sono stati estesi a modelli in vivo e in vitro di sviluppo del cervello umano, dimostrando che l’esposizione a ritardanti di fiamma organofosfati, in particolare il Tris(1,3-dicloro-2-propil) fosfato (TDCIPP), ha ridotto significativamente il numero di Oligodendrociti SOX10+ CC1+ sia in modelli murini che umani. Infine, lo studio ha utilizzato i dati del National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) per indagare le associazioni tra l’esposizione ai ritardanti di fiamma organofosfati e gli esiti dello sviluppo neurologico nei bambini.
Alti livelli di BDCIPP urinario, un metabolita indicativo dell’esposizione a TDCIPP, sono stati associati ad una maggiore probabilità di bisogni educativi speciali e disfunzioni motorie generali, suggerendo un forte legame con l’esposizione agli organofosfati, che sono i principali agenti insetticidi usati in agricoltura ed in alcuni prodotti casalinghi. Queste informazioni indicano che la sicurezza non esiste perché ci si trova in casa e si pensa di essere immuni dall’esposizione agli agenti inquinanti esterni. Le centinaia di prodotti per la casa con cui si viene a contatto porta inevitabilmente all’esposizione per chiunque, che si tratti di bambino o adulto. Mentre nel primo caso è saggio evitare di abusare usando cautela e stretta necessità, per i bambini è ancor più doveroso fare ancora più attenzione, come anche farla in casi di gravidanza per evitare inutili esposizioni potenzialmente dannose per il nascituro.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
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