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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/62541
Type
ThesisCopyright
Open access
Sustainable Development Goals
08 Trabalho decente e crescimento econômicoCollections
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ESTUDO DA IMPLICAÇÃO DA INTERLEUCINA-13 (IL-13) E OUTROS MARCADORES INFLAMATÓRIOS EM TRABALHADORES EXPOSTOS À POEIRA DE SÍLICA
Marcadores Inflamatórios
Saúde do Trabalhador
Silicose
Interleucina13 (IL-13)
Silicose
Interleucina-13
Inflamação
Exposição Ocupacional
Citocinas
Estudos Transversais
Inquéritos e Questionários
Worker's Health
Silicosis
Interleukin-13
Ribeiro, Patricia Canto | Date Issued:
2023
Alternative title
Identification of Interleukin-13 (IL-13) as a Biomarker in Workers Exposed to Silica DustAuthor
Advisor
Co-advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A silicose é uma doença pulmonar crônica e fibrosante, causada pela inalação de poeira de sílica cristalina livre; a pneumoconiose de maior prevalência no mundo. Associada a um processo inflamatório crônico, desencadeado pela partícula de sílica no alvéolo pulmonar, tem como centro do processo o papel do macrófago alveolar, o aporte de polimorfonucleares, a participação das células epiteliais e a liberação de mediadores inflamatórios, em especial citocinas, entre elas a Interleucina-13, Espécies Reativas de Oxigênio (ROS), e a formação de NETs. O objetivo foi avaliar o potencial envolvimento de citocinas inflamatórias, em especial a IL-13, como biomarcadores em indivíduos expostos à sílica, bem como a produção de NETs e ROS por neutrófilos de sangue periférico em trabalhadores expostos. Foram avaliados 29 trabalhadores expostos e 31 sem história de exposição ocupacional à sílica, com recordatório ocupacional e de sintomas respiratórios, através de questionário. A quantificação de citocinas, espécies reativas de oxigênio (ROS) e armadilhas extracelulares de neutrófilos (NET) foram realizadas por ELISA, sonda intracelular CM-H2DCFDA e Sytox Green, respectivamente. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca/FIOCRUZ (CAAE: 46140821.8.3001.5248), e o consentimento foi assinado por cada participante. A prevalência de tabagismo foi semelhante em ambos os grupos. Quanto aos sintomas tosse e dispneia, eles foram mais frequentes em indivíduos expostos, em comparação aos não expostos Foram encontrados níveis aumentados de IL-13, bem como de IL-7, MIP1alfa, IP-10 e eotaxina entre os expostos à sílica em comparação com os voluntários não expostos. Foi encontrado que a geração de ROS e a liberação de NETs foram espontaneamente elevadas nos neutrófilos de trabalhadores expostos à sílica. A ativação com PMA ou LPS, mas não com sílica, aumentou a produção de ROS, com resposta mais pronunciada detectada nas células dos trabalhadores expostos. Para NET, quando neutrófilos de trabalhadores expostos foram ativados com PMA e LPS, eles apresentaram resposta inferior em comparação aos controles. Nenhuma diferença foi notada ao comparar a resposta de PMN de expostos e controles, sob condições de estimulação com sílica. Nossos resultados mostram, a presença de níveis aumentados da citocina IL-13 no plasma de trabalhadores expostos à sílica. Além disso, os neutrófilos de sangue periférico mostraram um estado primário caracterizado por produção elevada de ROS e liberação de NET, sugerindo que IL-13 e/ou neutrófilos podem ser considerados como biomarcadores no caso de trabalhadores expostos ao pó de sílica inalável. Tanto a IL-13 quanto a produção de ROS e NETs podem ser potenciais biomarcadores de processo inflamatório na exposição à sílica.
Abstract
Silicosis is a severe, progressive, fibrosing lung disease caused by inhaling free crystalline silica dust; the most prevalent pneumoconiosis in the world. Associated with a chronic inflammatory process, triggered by the silica particle in the pulmonary alveolus, the center of the process is the role of the alveolar macrophage, the contribution of polymorphonuclear cells, the participation of epithelial cells and the release of inflammatory mediators, especially cytokines, among them Interleukin-13, Reactive Oxygen Species (ROS), and the formation of NETs. The objective was to evaluate the potential involvement of inflammatory cytokines, especially IL-13, as biomarkers in individuals exposed to silica, as well as the production of NETs and ROS by peripheral blood neutrophils in exposed workers. Twenty-nine exposed workers and 31 without a history of occupational exposure to silica were evaluated, with occupational recall and respiratory symptoms, using a questionnaire. The quantification of cytokines, reactive oxygen species (ROS) and neutrophil extracellular traps (NET) were performed by ELISA, intracellular probe CM-H2DCFDA and Sytox Green, respectively. This study was approved by the Research Ethics Committee of the Sergio Arouca National School of Public Health/FIOCRUZ (CAAE: 46140821.8.3001.5248), and consent was signed by each participant. The incidence of smoking was similar in both groups. As for the symptoms of cough and dyspnea, they were more frequent in exposed individuals compared to non-exposed ones Increased levels of IL-13, as well as IL-7, MIP-1alpha, IP-10 and eotaxin were found among those exposed to silica compared to unexposed volunteers. It was found that the generation of ROS and the release of NETs were spontaneously elevated in the neutrophils of workers exposed to silica. Activation with PMA or LPS, but not silica, increased ROS production, with the most pronounced response detected in cells from exposed workers. For NET, when neutrophils from exposed workers were activated with PMA and LPS, they showed an inferior response compared to controls. No difference was noted when comparing the PMN response of exposed and controls under silica stimulation conditions. Our results show the presence of increased levels of the cytokine IL-13 in the plasma of workers exposed to silica. Furthermore, peripheral blood neutrophils showed a primary state characterized by elevated ROS production and NET release, suggesting that IL-13 and/or neutrophils can be considered as biomarkers in the case of workers exposed to inhalable silica dust. Both IL-13 and the production of ROS and NETs may be potential biomarkers of the inflammatory process in exposure to silica.
Keywords in Portuguese
SílicaMarcadores Inflamatórios
Saúde do Trabalhador
Silicose
Interleucina13 (IL-13)
DeCS
Saúde OcupacionalSilicose
Interleucina-13
Inflamação
Exposição Ocupacional
Citocinas
Estudos Transversais
Inquéritos e Questionários
Worker's Health
Silicosis
Interleukin-13
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