Unravelling the toxic and pro-inflammatory potential of inhalable mineral dusts generated from racehorse working surfaces

Le patologie infiammatorie delle vie aeree inferiori sono una delle principali cause di scarso rendimento nei cavalli da corsa e impattano in modo significativo sull'industria ippica e sul benessere degli animali. L'eziologia di queste patologie è indubbiamente multifattoriale, ma ancora non ben definita. La qualità dell'aria influisce in modo significativo sulla salute respiratoria degli equini. La maggior parte gli studi che collegano la cattiva qualità dell'aria e l'infiammazione polmonare si sono concentrati sui componenti organici del particolato respirabile, come le endotossine e vari componenti di muffe o funghi, trascurando il possibile ruolo svolto da composti inorganici aero-dispersi ad alto potenziale tossico, come le particelle di silice cristallina respirabile (RCS). La silice è un minerale molto abbondante sulla Terra, presente in molte rocce e sabbie che compongono le superfici sulle quali i cavalli si allenano e corrono. L'attrito imposto dagli zoccoli su tali superfici, specialmente ad alte velocità, può generare polveri superficiali di dimensioni così ridotte da raggiungere i polmoni e produrre una risposta infiammatoria. Le particelle di RCS sono pro-infiammatorie nella maggior parte delle specie di Mammiferi, inducendo l'attivazione dei macrofagi, e possono contribuire allo sviluppo di problemi respiratori nel cavallo. Tuttavia, i dati su questo riguardo sono attualmente pochi. Negli ultimi due anni, il nostro gruppo di ricerca ha raccolto prove che confermano la presenza di RCS nella maggior parte delle superfici utilizzate nella nostra area geografica, supportando un'associazione tra polveri di RCS generate dalle superfici di lavoro e patologie respiratorie infiammatorie croniche nel cavallo (asma equina). Tuttavia, i dati attualmente disponibili e in nostro possesso non riguardano in alcu modo i cavalli da corsa o le superfici su cui corrono e si allenano, né dimostrano una relazione di causalità tra i livelli aumentati di RCS e infiammazione osservati nei polmoni dei cavalli con asma equina. L'aumentata deposizione di RCA a questo livello potrebbe infatti anche essere dovuta a una ridotta clearance polmonare in questi animali. L'attuale proposta mira a studiare la potenziale tossicità e le proprietà pro-infiammatorie delle polveri minerali generate dalle superfici di corsa e allenamento sulla salute respiratoria equina, tramite un approccio sicuro e multidisciplinare. Se vero, questo fornirà una prova di concetto per la realizzazione di futuri studi clinici su larga scala progettati ad hoc. Gli obiettivi specifici della proposta sono: caratterizzare il composizione minerale di un campione rappresentativo di 15 superfici equine da campi da corsa e allenamento ottenute da 3 ippodromi e 2 centri di allenamento nel Nord Italia, e studiarne il potenziale tossico e pro-infiammatorio mediante saggi chimici e biologici eseguiti ex vivo. In breve, verranno utilizzate diverse tecniche spettroscopiche per determinare la composizione delle superfici studiate, con particolare attenzione al loro contenuto in RCS e altre particelle minerali ad alto potenziale tossico (amianto, feldspati). Il potenziale citotossico delle superfici studiate sarà valutato anche mediante generazione di radicali liberi con saggi acellulari e saggi di attività membranolitica. Colture cellulari primarie di macrofagi alveolari equini saranno studiate prima e dopo l'esposizione ai campioni di minerali raccolti (prima e dopo la loro polverizzazione meccanica) e saranno dosati marcatori della loro risposta infiammatoria valutata mediante test ELISA validati (TNF-α, TGF-β, IL-1β). Dimostrare il potenziale tossico e/o pro-infiammatorio delle polveri generate dalle superfici studiate sulle cellule equine fornirà la prova di una possibile implicazione causale dell'esposizione alla polvere nello sviluppo delle patologie respiratorie croniche del cavallo, nonché un razionale per l'esecuzione di