Effects of exposure to environmental pollution from pelletizing of iron ore in chronic allergic lung inflammation: possible participation of the cholinergic system in lung mechanics, inflammation, extracellular matrix remodeling and oxidative stress in genetically modified mice

Introdução: A exposição ao pó de minério em períodos curtos, sazonais ou prolongados pode produzir efeitos nocivos à saúde de indivíduos com doenças alérgicas crônicas, como a asma. Pouco se sabe sobre os efeitos da via anti-inflamatória colinérgica na modulação dos efeitos da poluição em animais com inflamação alérgica crônica. Objetivo: Estudar os efeitos do pó de ferro e da poluição em camundongos com inflamação pulmonar alérgica crônica e com modificação do receptor VAChT, avaliando a hiperresponsividade, remodelamento inflamatório e as respostas ao estresse oxidativo durante as estações de verão e inverno em dois locais de uma cidade do Brasil. Métodos: Foram utilizados um total de 108 animais, divididos em dezoito grupos (n = 6): WT (tipo selvagem), WT-Local1 (tipo selvagem exposto a pó metálico devido à pelotização de ferro em uma mineradora), WT-Local2 (tipo selvagem exposto a pó de metal 3,21mi em uma empresa de mineração), VAChT KD (animais geneticamente modificados com diminuição de VAChT); VAChT KD Local1 (exposto a pó de ferro devido da pelotização de minério de ferro em uma mineradora); VAChT KD-Local2 (exposto ao pó de ferro a 5 Km de uma mineradora), VAChT KDA (animais geneticamente modificados com diminuição de VAChT e sensibilizados com ovalbumina); VAChT KDA-Local1 (animais geneticamente modificados com diminuição de VAChT sensibilizados com ovalbumina e expostos ao Local1); VAChT KDA-Local2 (animais geneticamente modificados com diminuição de VAChT sensibilizados com ovalbumina e expostos ao Local2). Os animais foram expostos aos locais por 2 semanas durante as estações de verão e inverno. No 30º dia do protocolo, avaliamos hiperresponsividade, inflamação, remodelação, respostas ao estresse oxidativo e sistema colinérgico. Resultados: Quando analisamos os animais WT, os animais expostos ao Local 1 apresentaram aumento de %Rrs e %Raw em relação aos animais do grupo biotério, também houve aumento de %Rrs e células positivas para IL-17 no WT -Local2 animais em comparação com os animais WT. No verão, animais WT expostos ao Local 1 apresentaram aumento de %Rrs, Raw e IL-5 em relação aos animais expostos ao Local 2, e no inverno, animais expostos ao local 2 apresentaram aumento de células IL-17 positivas em relação aos animais expostos ao Local 1. Ao comparar animais VAChT KD com animais WT, houve aumento de %Rrs, NFkappaB, IL-5 e IL-13 e diminuição de -7 em animais VAChT KD. Os animais VAChT KDA apresentaram aumento da hiperresponsividade (%Rrs, %Raw, %Ers), de todos os marcadores inflamatórios avaliados, de remodelamento (MMP-9, TIMP-1, TGF-B, conteúdo de fibras de colágeno), de iNOS e de conteúdo de isoprostano em comparação aos animais do grupo VAChT KD. Animais VAChT KDA expostos ao Local 1 apresentaram aumento de %Rrs, %Htis, iNOS, eosinófilos, NF-Kappa B, IL-5 e IL-13 em relação aos animais que permaneceram no biotério. Os animais VAChT KDA expostos ao Local 2 apresentaram aumento de eosinófilos, IL-4, IL-5, IL-13, MMP-9, fibras colágenas e teor de isoprostano em relação aos animais que permaneceram no biotério. Conclusão: A redução da sinalização colinérgica aumenta a inflamação pulmonar em um modelo de inflamação pulmonar alérgica crônica e quando associada à poluição pode exacerbar algumas respostas relacionadas à inflamação, estresse oxidativo e remodelaçãoBackground: Exposure to ore dust in short periods, seasonally or in the long term, can produce harmful effects on the health of individuals with chronic allergic diseases, such as asthma. Little is known about the effects of the cholinergic anti-inflammatory pathway on the modulation of pollution effects in animals with chronic allergic inflammation. Objective: To study the effects of iron dust and pollution in mice with chronic allergic lung inflammation and with the modification of VAChT receptor by evaluating hyperresponsiveness, inflammatory remodeling and oxidative stress responses during the summer and winter stations in two locals in a city in Brazil. Methods: A total of one hundred and eight animals were used, were divided into eighteen groups (n = 6): WT (wild tipe), WT-Local1 (wild tipe exposed to metal powder due to pelletizing iron at a mining company), WT-Local2 (wild tipe exposed to metal powder 3.21mi at a mining company), KD VAChT (genetically modified animals with reduced VAChT); KD VAChT-Local1 (exposed to metal powder due to pelletizing iron ore at a mining company); KD VAChT-Local2 (exposed to metal powder 3.21mi at a mining company), KDA VAChT (genetically modified animals with reduced VAChT sensitized with ovalbumin); KDA VAChT-Local1 (genetically modified animals with reduced VAChT sensitized with ovalbumin and exposed to Local1); KDA VAChT-Local2 (genetically modified animals with reduced VAChT sensitized with ovalbumin and exposed to Local2). The animals were exposed to the locals for 2 weeks during the summer and winter stations. On 30th day of the protocol, we evaluated hyperresponsiveness, inflammation, remodeling, oxidative stress responses and cholinergic system. Results: When we analyzed the WT animals, the animals exposed to Local 1 showed an increase in %Rrs and %Raw compared to the animals in the vivarium group, there was also an increase in %Rrs and IL-17 positive cells in the WT-Local2 animals compared to the WT animals. In summer, WT animals exposed to Local 1 showed an increase in %Rrs, Raw and IL-5 compared to animals exposed to Local 2, and in winter, animals exposed to local 2 showed an increase in IL-17 positive cells compared to animals exposed to Local 1. When comparing VACht KD animals with WT animals, there was an increase in %Rrs, NFkappaB, IL-5 and IL-13 and a decrease in alpha-7 in VAChT KD animals. VAChT KDA animals showed increased hyperresponsiveness (%Rrs, %Raw, %Ers), of all inflammatory markers evaluated, of remodeling (MMP-9, TIMP-1, TGF-B, collagen fiber content), of iNOS and of isoprostane content compared to animals in the VAChT KD group. Animals VAChT KDA exposed to Local 1 showed an increase in %Rrs, %Htis, iNOS, eosinophils, NFKappa B, IL-5 and IL-13 compared to animals that remained in the vivarium. Animals VAChT KDA exposed to Local 2 showed an increase in eosinophils, IL-4, IL-5, IL-13, MMP-9, collagen fibers and isoprostane content compared to animals that remained in the vivarium. Conclusion: Reduced cholinergic signaling increases lung inflammation in a model of chronic allergic lung inflammation and that when associated with pollution it can exacerbate some responses related to inflammation, oxidative stress and remodelin