Una nuova tecnologia per monitorare gli effetti degli inquinanti atmosferici

Il processo di urbanizzazione, insieme all'ampio uso di mezzi di trasporto inquinanti, ha avuto un effetto tangibile sull'aria che respiriamo. Anche se l'idea di pedoni europei che indossano una maschera, come in alcune megalopoli dell'Asia, sembra ancora improbabile per la maggior parte di noi, i segnali d'allarme come l'allerta nebbia hanno reso i cittadini sempre più curiosi riguardo la loro esposizione agli inquinanti e gli effetti che questi hanno salute. Gli attuali metodi di misurazione sono però in grado di fornire informazioni corrette?

Lanciato a novembre 2012, il progetto EXPOSOMICS ("Enhanced exposure assessment and omic profiling for high priority environmental exposures in Europe") è nato dalla constatazione che non esiste un metodo standard o sistematico per misurare l'impatto delle esposizioni ambientali sulla nostra salute. Basandosi su diverse tecniche "omiche", la loro tecnologia raccoglierà dati di esposizione, con particolare attenzione all'inquinamento atmosferico e ai contaminanti dell'acqua per ogni individuo, che potrebbero essere collegati a cambiamenti biochimici e molecolari nell'organismo che sono causa di malattie acute e croniche. Si baserà su sensori, smartphone, georeferenziazione e satelliti per creare un sistema di monitoraggio dell'esposizione personale (Personal exposure monitoring o PEM), che aiuterà in definitiva gli scienziati a valutare il costo delle malattie legate all'ambiente.

I metodi di misurazione di EXPOSOMICS saranno testati sia in studi sperimentali a breve termine che in studi longitudinali a lungo termine, su coorti epidemiologiche di adulti, bambini e neonati. Grazie ai suoi due partner PMI - una specializzata nello sviluppo di sensori e smartphone e l'altra in integrazione di dati complessi - il progetto spera di lasciare il segno nel campo della salute pubblica europea nel lungo termine.

Il Prof. Paolo Vineis, ricercatore di primo piano nel campo dell'epidemiologia all'Imperial College di Londra e coordinatore di EXPOSOMICS, è stato intervistato di recente dalla rivista research*eu. Egli descrive i progressi compiuti dal progetto finora, i benefici attesi e le prossime fasi della sua ricerca.

Quali sono i principali obiettivi del progetto?

Il progetto intende superare i limiti degli attuali metodi di valutazione dell'esposizione usati in epidemiologia. EXPOSOMICS userà due metodi complementari. Prima eseguiremo il PEM su centinaia di volontari, con attrezzature appositamente progettate, per migliorare la valutazione dell'esposizione agli inquinanti atmosferici. Poi applicheremo le tecnologie "omiche" di recente sviluppo per monitorare - accanto al PEM - i primi cambiamenti delle molecole del corpo (DNA, RNA, proteine, metaboliti).

Qual è l'aspetto nuovo o innovativo del progetto e del modo in cui misura l'esposizione ai contaminanti?

L'utilizzo su ampia scala del PEM (in centinaia di soggetti) e l'impiego di tali misurazioni migliorate per stimare l'esposizione in studi epidemiologici sono le principali novità. Poi segue l'uso "agnostico" dell'omica (vale a dire, senza un'ipotesi a priori) per studiare i primi effetti sulla salute. Quest'ultimo approccio può portare a scoperte innovative sul rapporto tra l'ambiente e la salute.

Cosa l'ha spinta a fare ricerca in questo settore?

Ho lavorato nel settore della salute ambientale per molti anni e non ero soddisfatto degli strumenti disponibili per misurare le esposizioni e i loro effetti iniziali precoci. Inoltre, ho incontrato persone influenti come Chris Wild, Steve Rappaport e Martyn Smith che hanno sviluppato il concetto di esposoma, che è molto interessante dal punto di vista concettuale anche se dobbiamo ancora fornire una valida prova di principio.

Quali sono state le maggiori difficoltà incontrate e come sono state risolte?

Le principali difficoltà sono il coordinamento di così tanti partner in diversi settori (valutazione dell'esposizione, laboratorio, epidemiologia) e ottenere la convalida dei risultati di laboratorio, ovvero misurazioni affidabili con errore tecnico relativamente limitato.

Quali saranno i prossimi passi del progetto?

Abbiamo già raccolto dati di esposizione di diverse centinaia di soggetti. Il prossimo passo è misurare l'omica il più presto possibile e fare analisi statistiche per vedere se i due tipi di dati offrono informazioni utili. Si prospetta un periodo molto stimolante!

I cittadini dell'UE quale vantaggio trarranno da questa tecnologia?

Il nostro obiettivo è chiarire se gli attuali "livelli accettabili di esposizione ambientale" sono davvero sicuri. Abbiamo pubblicato due articoli l'anno scorso (su Lancet e Lancet Oncology) che mostrano che c'è un eccesso di mortalità e di casi di cancro polmonare a livelli di esposizione agli inquinanti atmosferici più bassi degli attuali standard europei. Speriamo che un approccio più sensibile, come quello che usiamo in EXPOSOMICS, possa contribuire a chiarire la questione.

Uno dei prodotti del progetto è l'uso degli smartphone per raccogliere i dati sull'esposizione. Come funzionerà concretamente?

Gli smartphone sono usati per tre fini: per integrare i dati che provengono da diversi strumenti di misurazione, per localizzare le persone dal punto di vista geografico e seguire i loro movimenti, e per misurare l'esercizio fisico insieme all'accelerometro.

Quando pensa che sarà commercializzata la tecnologia di EXPOSOMICS, con un'applicazione con la quale le persone possono accedere ai dati che raccogliete?

Non lo sappiamo ancora. I dispositivi PEM sono ancora troppo grandi e pesanti per essere usati nella vita di ogni giorno, ma il nostro partner PMI sta lavorando per migliorarli. La tecnologia Bluetooth 4 permetterà la creazione di sensori più piccoli e quindi più facili da trasportare per le persone.

Il nostro partner, prima o poi, avrà un'applicazione da commercializzare, ma siamo ancora lontani da questo obiettivo. La versione attuale dell'applicazione è in fase di collaudo in diversi studi (EXPOSOMICS, HELIX e CITISENSE) e, prima che arrivi sul mercato, il nostro partner aggiungerà nuove funzioni, come la localizzazione al chiuso e il monitoraggio online in tempo reale.