Effetti genotossici indotti in vitro da polveri di silice amorfa e cristallina su linee cellulari murine ed umane.

L’esposizione a polveri di silice (SiO2) amorfa, sia di dimensione micrometrica che nanometrica è sempre meno limitata a specifici ambiti lavorativi dal momento che oggigiorno il suo impiego spazia dal campo alimentare, nel quale è impiegata come additivo, all’industria cosmetica; inoltre, la silice amorfa trova impiego nella produzione di inchiostri, vernici ed articoli sportivi. Recentemente la ricerca biotecnologia ha individuato nelle particelle di silice mesoporosa in dimensione nanometrica un vettore appropriato per il trasporto di farmaci all’interno di cellule bersaglio (drug delivery). Sebbene parallelamente all’incremento della produzione e delle applicazioni della silice amorfa corrisponda un notevole aumento dell’esposizione umana, non solo in ambito occupazionale, la tuttora limitata disponibilità di dati esaustivi rende difficile anche da parte dello IARC (International Agency of Research on Cancer) definirne con certezza la pericolosità per la salute umana. Risulta pertanto centrale approfondire lo studio della tossicologia delle polveri di silice amorfa, ed in particolare definirne il potenziale genotossico dal momento che l’incremento del danno genetico è associato con lo sviluppo di patologie umane ed in particolare con la cancerogenesi. Questa tesi si pone l’obiettivo di acquisire informazioni sugli effetti citotossici e genotossici della silice amorfa in vitro su due differenti modelli cellulari, macrofagi alveolari murini(RAW 264.7) e cellule epiteliali polmonari umane (A549), selezionati in quanto rappresentativi dell’esposizione per via inalatoria. Le colture sono state esposte a polveri di silice differenti per dimensione (250nm, 500nm) e per struttura (porosa o compatta) delle particelle. Le polveri utilizzate sono state sintetizzate mediante processi che ne garantiscono l’elevata purezza, e sono state ben caratterizzate per definirne accuratamente le proprietà fisiche. I trattamenti sono stati effettuati in un intervallo di dosi crescenti (5,10,20,40,80 μg/cm2) a due tempi sperimentali. Inoltre, le cellule sono state esposte ad un campione di silice cristallina (quarzo), la cui citotossicità e genotossicità è nota, ed ad un campione di silice vetrosa amorfa di uguali dimensioni e caratteristiche morfologiche. Le indagini hanno riguardato la valutazione di due end point di genotossicità; l’integrità del DNA, analizzata mediante il Comet assay e la comparsa di danni a livello cromosomico, valutata con il Test del micronucleo. È stata inoltre analizzata la localizzazione intracellulare delle polveri mediante osservazioni al microscopio elettronico a trasmissione. I risultati hanno evidenziato che le polveri composte da silice amorfa sono in grado di provocare alterazioni genotossiche nei due tipi cellulari indagati. Inoltre, i dati del presente lavoro mostrano come caratteristiche fisiche quali la porosità, l’area superficiale e la dimensione delle particelle, giocano un ruolo importante nella modulazione del potenziale genotossico. Infatti, per una stessa tipologia strutturale, le particelle più piccole si sono dimostrate maggiormente citotossiche e genotossiche mentre, a parità di dimensione, le particelle con struttura mesoporosa provocano alterazioni di maggiore entità rispetto a quelle compatte. Infine, i risultati ottenuti hanno confermato la tossicità della silice cristallina. Complessivamente, la tesi mette in evidenza come l’ abito cristallino non sia l’unico requisito per definire la genotossicità delle polveri di silice e delinea la necessità di approfondire ulteriormente le indagini volte a verificare la pericolosità della silice amorfa per la salute umana, in relazione ad un’esposizione in costante crescita.