L’esposizione all’inquinamento atmosferico esterno durante la gravidanza è uno dei principali fattori di rischio nell’infanzia per un’ampia gamma di esiti neonatali sfavorevoli (disturbi cardiometabolici, respiratori, dello sviluppo neurologico), che sono una fonte di grave preoccupazione per la salute pubblica. In Europa, si stima che l’inquinamento dell’aria esterna sia la causa della perdita di oltre 189.000 anni di vita corretti per la disabilità (una misura del carico di malattia causato da un fattore di rischio) tra i bambini di età inferiore a 5 anni.

Sebbene gli effetti dell'esposizione agli inquinanti atmosferici durante la gravidanza siano stati esplorati, i dati sulla sua influenza sull'epigenoma placentare, e sui meccanismi molecolari, che permettono la riprogrammazione delle funzioni fisiologiche e che potrebbero influenzare gli esiti della salute neonatale e di quella a lungo termine del bambino sono pochi.

Cercando su PubMed studi sull'intero epigenoma in inglese volti a studiare gli effetti dell’esposizione prenatale all’inquinamento atmosferico sui livelli di metilazione della placenta, utilizzando i termini di ricerca “inquinamento atmosferico” più “metilazione” più “placenta” più

(“prenatale” o “gravidanza”), gli AA. hanno scoperto che anche se la placenta è un organo chiave

per lo sviluppo fetale e rappresenta una memoria molecolare dell'ambiente prenatale, a livello dell'intero genoma gli studi sul DNAm placentare sono scarsi e limitati a campioni di piccole dimensioni. Inoltre, gli unici tre studi disponibili non hanno replicato i loro risultati, non hanno considerato le differenza di sesso o le potenziali alterazioni del DNAm dei cromosomi X e Y, e avevano una bassa copertura del genoma. Pertanto, i cambiamenti del DNAm placentare associato agli inquinanti atmosferici erano scarsamente caratterizzati.

Questo studio si proponeva di indagare l'associazione tra le concentrazioni di esposizione prenatale agli inquinanti atmosferici e i cambiamenti nei modelli di metilazione del DNA placentare, e di esplorare le potenziali finestre di suscettibilità e le alterazioni sesso-specifiche.

Sono state utilizzate tre coorti prospettiche madre-bambino provenienti da quattro regioni geografiche francesi (Nancy, Poitiers, Bretagna e Grenoble). Le donne in gravidanza dovevano avere più di 18 anni, avere una gravidanza singola, vivere e pianificare il parto in un reparto ospedaliero di maternità di una delle aree di studio. In totale sono state analizzate 1539 coppie madre-bambino, misurando la metilazione del DNA placentare.

Sono stati usati modelli convalidati di risoluzione spazio-temporale per stimare l'esposizione a PM2-5, PM10 e NO2 in ogni trimestre di gravidanza all'indirizzo di residenza della madre, ed è stato  condotto uno studio di associazione epigenomica aggiustato in pool per identificare siti e regioni con i 5'- C-fosfato-G-3' metilati in modo differenziato. Senza entrare nello specifico, più del 30% delle CpG identificate erano correlate a uno (o più) esiti della nascita e la maggior parte delle alterazioni significative sono state arricchite per i geni legati allo sviluppo neurale, all'immunità e al metabolismo. Le 28 regioni identificate per entrambi i sessi si sono sovrapposte a geni imprintati (quattro geni) e sono state associate al neurosviluppo (nove geni), al sistema immunitario e al metabolismo (nove geni), al sistema immunitario (sette geni) e al metabolismo (cinque geni). La maggior parte delle associazioni è stata osservata nel  terzo trimestre per i neonati di sesso femminile (134 su 150 CpG), e per tutta la gravidanza (281 su 469 CpG) e il primo trimestre (237 su 469 CpG) per i neonati maschi.

Questo studio fornisce probabilmente il più grande set di dati sul DNAm placentare a livello genomico, così come l’impostazione dello studio permette di mantenere la coerenza e l'omogeneità dei metodi di valutazione dell'esposizione, l'elaborazione dei dati sul DNAm, la codifica degli esiti e le covariate tra le diverse coorti.

Risulta quindi importante la dimostrazione che le particelle dell'inquinamento atmosferico attraversano la barriera placentare e potrebbero raggiungere la parte fetale, ed essendo in grado di influire sul DNAm della placenta potrebbero compromettere lo sviluppo fetale interrompendo le funzioni cruciali della placenta e causare gli effetti negativi sulla salute nel periodo neonatale e infantile.  Inoltre, i cambiamenti nel DNAm placentare associati all'esposizione agli inquinanti atmosferici sono risultati sessualmente dimorfici.

Questi risultati sono a favore di promuovere sforzi continui per ridurre l’esposizione agli inquinanti atmosferici, in particolare durante la gravidanza, e per studiare la persistenza di questi cambiamenti epigenetici nel corso della vita.

Pier Luigi Tucci

Placental DNA methylation signatures of prenatal air pollution exposure and potential effects on birth outcomes: an analysis of three prospective cohorts

Lucile Broséus, et al.

https://doi.org/10.1016/ S2542-5196(24)00045-7