Gli indizi di una correlazione derivano da studi di tipo ecologico in cui si è osservata una sovrapposizione impressionante tra le zone più inquinate e la diffusione del Covid 19.
La prima preoccupazione dei ricercatori è stata quella di capire se le particelle di inquinanti potessero fungere da carrier, ovvero veicolare il virus permettendone una maggiore diffusione oppure se una lunga e pregressa esposizione ad elevate concentrazioni di inquinanti avesse reso il sistema respiratorio più suscettibile all’ infezione e alle complicanze della malattia da coronavirus.
Gli inquinanti possono agire da carrier per il virus?
La risposta non è ancora definitiva, ma la comunità scientifica si sta spostando verso il no. I risultati di un primo studio realizzato a Bergamo sulla presenza di alcuni marcatori specifici per il virus sul PM10 ha dato esiti positivi (1) confermando studi svolti negli anni passati in cui si era riscontata la presenza di microbioma (virus, funghi e batteri) sul particolato, soprattutto il PM 10 (2).
Ma a sfavore di questa ipotesi giocano alcuni fattori tra cui la quantità di carica virale necessaria per causare l’infezione e la possibilità che si conservi attiva con l’aumentare del tempo e della distanza. Alcuni autori hanno anche ipotizzato la possibilità per alcuni inquinanti di inattivare il virus distruggendo l’involucro del capside virale (3)
Rispetto a questa ipotesi hanno espresso molti dubbi e cautele sia la Società Italiana di Aerosol (4) sia la Rete Italiana Ambiente e Salute (5), oltre che i ricercatori del CNR in un recente editoriale (6).
Gli inquinanti sono in grado di amplificare l’effetto del virus?
L’ipotesi è che una alta concentrazione di particolato renda il sistema respiratorio più suscettibile all’ infezione e alle complicanze della malattia da coronavirus. Più è alta e costante nel tempo l’esposizione a PM più è alta la probabilità che il sistema respiratorio sia predisposto ad una malattia più grave.
Come noto l’esposizione prolungata a inquinanti ambientali è stata associata a processi infiammatori acuti dell’apparato respiratorio, attacchi di asma e morte per eventi cardiovascolari.
Il particolato fine (particelle con diametro aerodinamico minore di 2,5 µm) è considerato uno degli inquinanti peggiori in grado di causare milioni di morti. L’inquinamento può anche indurre l’ esacerbazione dei sintomi in pazienti con malattie croniche delle vie respiratorie.
Diversi studi hanno analizzato i possibili meccanismi molecolari legati alla contestuale esposizione a SARS-CoV-2 ed al PM, in particolare studiando l’ipotesi di alterazione a carico del sistema renina-angiotensina (RAS). Studi di popolazione hanno evidenziato come il particolato porti ad infiammazioni sistemiche, altri studi hanno legato gli effetti del PM2.5 sulla pressione arteriosa, attraverso le alterazioni dell’enzima ACE – enzima di conversione dell’angiotensina.
Il sistema RAS svolge un ruolo importante nella regolazione dell’equilibrio elettrolitico e della pressione sanguigna. In condizioni fisiologiche, i due assi mantengono un equilibrio dinamico che permette non solo la regolazione tra vasocostrizione e vasodilatazione, ma l’omeostasi tra danno e riparazione dei tessuti, infiammazione e rilascio di fattori anti-infiammatori, ossidazione e rilascio di anti-ossidanti.
Gli studi che supportano l’ipotesi di alterazione del sistema RAS da parte di SARS-CoV-2 sono ormai numerosi, l’enzima ACE2 (Enzima di Conversione dell’Angiotensina 2) è stato individuato come il recettore cellulare per l’ingresso del coronavirus SARS-CoV-2 nelle cellule umane.
Nel sistema RAS l’esposizione a PM provoca l’up- regolazione dei geni Ace e At1r a livello del tessuto polmonare, inducendo una contemporanea sovrapproduzione di molecole infiammatorie, tra cui l’interleuchina 6. L’analisi del siero di pazienti affetti da COVID-19 ha dimostrato come l’infezione da SARS-CoV-2 induca il richiamo di numerose molecole del sistema immunitario, causando una tempesta citochinica con la particolare, anche in questo caso, sovrapproduzione di IL-6, contribuendo allo stato infiammatorio compromesso dei pazienti.
In diversi studi viene ipotizzata la possibile down-regolazione del recettore ACE2 da parte dei coronavirus, come è stato dimostrato per SARS-CoV, confermando l’inibizione del meccanismo di recupero del danno a carico dell’asse RAS supportato da ACE2 (3)
Figura tratta da Rivellese & Prediletto, 2020 (7)
Sistema di angiotensina e sviluppo del danno polmonare in COVID-19. A) stato stazionario in condizioni fisiologiche; B) l’ eccesso di segnalazione dell’angiotensina II tramite AT2R1 a seguito della downregolazione di ACE2 a causa dell’infezione da SARS-CoV-2 provoca l’attivazione delle cellule immunitarie e lesioni polmonari.
Abbreviazioni: ACE: enzima di conversione dell’angiotensina; ACE2: enzima di conversione dell’angiotensina 2; AT2R1: recettore 1 dell’angiotensina 2; AT2R2: recettore 2 dell’antiogensina 2
Queste ipotesi trovano conferma anche negli studi pubblicati in questi giorni che sembrano avvalorare l’azione del PM nel sostenere il processo di infiammazione indotto dal virus (7,8)
Implicazioni per la ricerca
La comunità scientifica è coesa nel sostenere la necessità di continuare a indagare questa relazione, facendo attenzione a tenere in conto alcuni fattori che possono agire come confondenti, tra questi l’età, la densità abitativa, le misure di distanziamento sociale attive, l’occupazione, lo stato socioeconomico, l’età, il genere e le comorbidità.
E’ sulla base di queste premesse che sta partendo, in Italia, EPICOVAIR uno studio nazionale che coinvolge la Rete Italiana Ambiente e Salute, l’Istituto Superiore di Sanità e l’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale e che vede la collaborazione di ricercatori che arrivano da ambiti disciplinari diversi.
Conclusioni
Sebbene la strada della ricerca sull’esistenza di un rapporto causale tra inquinamento dell’aria e covid-19 sia ancora lunga, resta un fatto: l’inquinamento dell’aria è comunque dannoso per la salute e va contrastato drasticamente. Occorre continuare a studiarne i meccanismi di danno e le possibili interazioni con gli agenti patogeni, ponendo però attenzione a come si comunicano i risultati per non contribuire ad aumentare l’infodemia che ha caratterizzato questi mesi di pandemia e con essa la confusione nella comunicazione di materie complesse. Una raccomandazione comunque utile in questo periodo è infine quella di stare all’aria aperta e, se si sta in ambienti chiusi, far circolare l’aria aprendo le finestre.
Riferimenti bibliografici
- Setti L, Passarini F, De Gennaro G, et al. Searching for SARS-COV-2 on Particulate Matter: A Possible Early Indicator of COVID-19 Epidemic Recurrence. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(9):2986. Published 2020 Apr 25. doi:10.3390/ijerph17092986
- Simona Re, Angelo Facchini (2020). Potential effects of airborne particulate matter on spreading, pathophysiology and prognosis of a viral respiratory infection. E&P Repository https://repo.epiprev.it/688
- Baldini M, Bartolacci S, Bortone G, et. al (2020). Valutazione del possibile rapporto tra l’inquinamento atmosferico e la diffusione del SARS-CoV-2. E&P Repository https://repo.epiprev.it/1178
- Contributo IAS alla discussione sulla relazione tra inquinamento da particolato atmosferico e diffusione del COVID-19 https://www.urly.it/376pc
- Ancona C, Angelini P, Bauleo L, et al. (2020). Inquinamento atmosferico e epidemia COVID-19: la posizione della Rete Italiana Ambiente e Salute. E&P Repository epiprev.it/1145
- Contini D, Costabile F. Does Air Pollution Influence COVID-19 Outbreaks? Atmosphere 2020, 11(4), 377 org/10.3390/atmos11040377
- Rivellese F, Prediletto E. ACE2 at the centre of COVID-19 from paucisymptomatic infections to severe pneumonia. Autoimmun Rev. 2020;19(6):102536. doi:10.1016/j.atrev.2020.102536
- Conticini E, Frediani B, Caro D. Can atmospheric pollution be considered a co-factor in extremely high level of SARS-CoV-2 lethality in Northern Italy?. Environ Pollut. 2020;261:114465. doi:10.1016/j.envpol.2020.114465
Approfondimenti in lingua italiana
Slide e registrazioni del webinar – Inquinamento atmosferico e COVID-19 – 23 giugno 2020 https://rias.epiprev.it/index.php?covid19-23giugno2020
COVID-19 e inquinamento: cosa si sa per certo, cosa non si sa ancora, cosa fare con quello che si sa – Valigia Blu 18 – maggio 2020 https://www.valigiablu.it/covid-19-inquinamento/
Inquinamento e Covid: due vaghi indizi non fanno una prova – scienza in rete – 26/4/2020https://www.scienzainrete.it/articolo/inquinamento-e-covid-due-vaghi-indizi-non-fanno-prova/stefano-caserini-cinzia-perrino
Inquinamento atmosferico e coronavirus: chi cerca trova – scienza in rete – 3/4/2020 https://www.scienzainrete.it/articolo/inquinamento-atmosferico-e-coronavirus-chi-cerca-trova%C2%A0/simona-re-angelo-facchini-natascia
Inquinamento atmosferico e diffusione del virus SARS-CoV-2 – pubblicato su Epicentro il 4 maggio 2020 https://www.epicentro.iss.it/coronavirus/sars-cov-2-inquinamento-atmosferico
fonte: 
a cura di Luisella Gilardi, Antonella Bena, DoRS
