Molecular response of pulmonary endothelial cells to acute exposure to fine particulate matter

Estudos epidemiológicos estabelecem uma associação evidente entre poluição do ar e o aumento de morbimortalidade cardiovascular e respiratória. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes aos efeitos do material particulado fino (MP2,5) sobre o organismo ainda estão pouco esclarecidos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o impacto da exposição ao MP2,5 sobre a biologia do endotélio pulmonar e do coração, através da avaliação do perfil de expressão gênica por microarray. Camundongos adultos fêmeas foram anestesiados e submetidos à instilação intratraqueal de MP2,5 (grupo exposto) ou veículo (grupo controle). Os animais foram sacrificados 12 a 18 horas após a instilação e pulmão, coração e sangue da veia cava inferior foram coletados. Os pulmões foram dissociados com colagenase tipo I e células endoteliais foram positivamente selecionadas por captura imuno-magnética através de micro-ímãs acoplados a anti-CD31. O cRNA derivado de endotélio pulmonar e de coração total foi hibridizado em membrana de microarray de baixa densidade desenhada para representar genes relevantes à biologia endotelial. Os genes encontrados diferencialmente expressos no pulmão foram Itgb1, Cxcl1, Tnf, Ecgf1 e Tnfaip3 (hiper-expressos em expostos a MP2,5) e Enpep, Pdgfra, Gzmb, Birc2, Npr1, Angpt1, Cxcl5 e Il7 (hipo-expressos). Não foi possível realizar análise de inferência estatística de membranas do coração neste trabalho. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos exposto e controle na contagem sangüínea de neutrófilos, linfócitos ou plaquetas, apesar dos dois grupos apresentarem plaquetose. Os achados indicam que MP2,5 altera a transcrição de genes envolvidos não só na inflamação e estresse oxidativo, mas também no tônus e remodelamento vascular, que podem ser os responsáveis pelos efeitos cardiovasculares agudos do MP2,5Epidemiological studies establish a clear association between air pollution and increased cardiovascular and respiratory morbidity and mortality. However, the molecular mechanisms underlying the effect of fine particulate matter (PM2,5) are still poorly understood. The aim of this study was to characterize the impact of exposure to PM2,5 on the biology of pulmonary endothelium and the heart, through the assessment of gene expression profiling by microarray. Adult female mice were anesthetized and submitted to intratracheal instillation of either PM2,5 (challenged group) or vehicle (control group). The animals were sacrificed 12 to 18 hours after instillation and lung, heart and blood samples from the inferior vena cava were collected. The lungs were dissociated with collagenase type I and endothelial cells were positively selected by immuno-magnetic capture through microbeads coupled to anti-CD31. The cRNA derived from the pulmonary endothelial cells and heart were hybridized to low-density microarray designed specifically to represent genes relevant to endothelial biology. Genes found differentially expressed in the lung were Itgb1, Cxcl1, Tnf, Ecgf1, and Tnfaip3 (over-expressed in challenged group) and Enpep, Pdgfra, Gzmb, Birc2, Npr1, Angpt1, Cxcl5 and IL7 (under-expressed). It was not possible to perform statistical inference of heart samples in this study. There was no statistically significant difference between challenged and control groups in blood counts of neutrophils, lymphocytes or platelets, despite both groups presented increased number of platelets. The findings indicate that PM2,5 alters transcription of genes involved not only in inflammation and oxidative stress, but also in vascular tonus and remodeling, which may be responsible for the acute cardiovascular effects of PM2,