In vitro studie av effekter av luftforurensing på humane immunceller

Luftforurensing er en av de viktigste årsakene til for tidlig død og forskjellige lidelser som hjerte-kar-, og luftveissykdommer. Luftforurensing kommer fra forskjellige kilder og har en komplisert sammensetning av partikler og gasser. Partikler som dannes i forbrenningsprosesser er regnet for å være spesielt skadelige på grunn av innholdet av stoffer som for eksempel polysykliske aromatiske hydrokarboner. En viktig kilde til luftforurensinger er veitrafikk og fra transportsektoren som helhet som også inkluderer båt- og flytrafikk. Luftforurensinger fra transportsektoren dannes hovedsakelig fra forbrenning av forskjellige typer drivstoff og slitasje av veidekke og gummi fra bildekk, med påfølgende oppvirvling av veistøv. Partikkelfraksjonen i luftforurensingene består av en komplisert blanding av partikler i forskjellige størrelser og kjemisk innhold, og det er reist spørsmål ved om helseeffektene primært skyldes partiklenes størrelse og fysiske form, eller de kjemiske stoffene som er bundet til partiklene. I prosjektene «Ultrhas» og «ChiNorBC» er et av målene å optimalisere toksikologiske teststrategier og øke den mekanistiske forståelsen av de biologiske responsene av luftforurensinger fra transportsektoren. Dette skal blant annet gjennomføres ved å benytte avanserte modeller der man kombinerer forskjellige celletyper for å lage biologiske strukturer som skal etterligne organer og samspill mellom organer. Dette vil kunne redusere behovet for dyreforsøk og danne grunnlaget for en raskere vurdering av de toksikologiske effektene av, ikke bare luftforurensinger, men også andre former for kjemikalieeksponeringer. I «Ultrhas» og «ChiNorBC» skal det benyttes forskjellige lungemodeller, både alveolære og bronkiale lungemodeller, der lungeceller (epitelceller) skal kombineres med endotelceller for å simulere barrieren mellom lungene og det vaskulære systemet. Epitelcellene skal innesluttes med aktiverte makrofager for å etablere en 3D-lungemodell med en immunrespons. En viktig effekt av luft- og annen partikkelforurensning er hjerte- og karsykdommer som kan skyldes sekundære betennelsesreaksjoner i blodbanen etter eksponering via lungene. Mekanismene for dette kan være stoffer fra luftforurensingene eller utskillelse av sekundært aktive stoffer fra lungene som trenger gjennom lungebarrieren og starter forskjellige responser i blodceller, eller andre sekundære organer som kan være skadelig. Et viktig mål i «Ultrhas» og «ChiNorBC» er sekundær eksponering av andre organer via lungeeksponering. I dette prosjektet vil vi sette opp en lunge- hjertekar-modell der lungemodellen som beskrevet ovenfor skal kombineres med immunceller fra blod (humane perifere mononukleære blodceller; PBMCer) som kan bli eksponert via epitel- endotelcellelaget. PBMCene som skal benyttes er fra FHIs biobank «ImmBank». Lungemodellene skal bli eksponert for partikler med forskjellige opprinnelse, både for å optimalisere modellen og for å sammenligne effektene på PBMCer av partikler fra forskjellige kilder.