La polvere dell'11 settembre è collegata alle mutazioni del sangue ed al rischio di leucemia / 9/11 Dust Linked to Blood Mutations and Leukemia Risk

La polvere dell'11 settembre è collegata alle mutazioni del sangue ed al rischio di leucemia / 9/11 Dust Linked to Blood Mutations and Leukemia Risk

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Cellule del sangue immature nella leucemia.  /  Immature blood cells in leukemia. 

Un nuovo studio condotto dai ricercatori del Montefiore Einstein Comprehensive Cancer Center (MECCC) ha identificato alterazioni genetiche che potrebbero spiegare perché i soccorritori esposti alla nube di polvere tossica degli attacchi al World Trade Center (WTC) dell'11 settembre 2001 corrono un rischio maggiore di sviluppare leucemia ed altre malattie del sangue. I risultati, pubblicati su Cancer Discovery, evidenziano anche una potenziale strategia per prevenire o curare queste malattie nelle persone esposte a tossine ambientali.

"I nostri risultati forniscono nuove informazioni sugli impatti a lungo termine sulla salute delle catastrofi ambientali, come gli incendi boschivi, e suggeriscono interventi mirati per le persone colpite dall'11 settembre o da disastri simili", ha affermato il responsabile dello studio, Amit Verma, MD, direttore associato per la scienza traslazionale presso il MECCC.

Polvere tossica e rischio di cancro al sangue

Il crollo delle Torri Gemelle ha rilasciato un'enorme nube di particolato – ricco di agenti cancerogeni, amianto, metalli pesanti ed altre sostanze genotossiche – che ha ricoperto la parte bassa di Manhattan. Oltre 400.000 tra vigili del fuoco, agenti di polizia, operai edili, volontari e residenti sono stati esposti alle polveri. Da allora, studi epidemiologici hanno mostrato tassi elevati di cancro, malattie cardiovascolari e malattie respiratorie tra i soccorritori.

Tuttavia, non è ancora chiaro come l'esposizione ambientale determini specificamente i tumori del sangue. Per approfondire questo aspetto, il gruppo di Einstein ha analizzato campioni di sangue di quasi 1.000 soccorritori esposti al WTC e li ha confrontati con campioni di due gruppi di controllo non esposti: 255 vigili del fuoco e 198 membri della popolazione generale.

I ricercatori hanno scoperto che i primi soccorritori presentavano una prevalenza significativamente più elevata di emopoiesi clonale (IC), una condizione in cui le cellule staminali ematopoietiche acquisiscono mutazioni che danno origine a "cloni" geneticamente alterati di cellule del sangue. Sebbene l'IC sia più comunemente associata all'invecchiamento, è sempre più riconosciuta come un precursore della leucemia, di altri tumori del sangue e delle malattie cardiovascolari.

Il collegamento era sorprendente: i soggetti che rispondevano al WTC con mutazioni CH avevano quasi sei volte più probabilità di sviluppare leucemia rispetto ai soggetti che rispondevano senza CH.

Mutazioni distinte nei pazienti più giovani che rispondono

Lo studio ha rivelato una firma genetica unica tra i soggetti più giovani che hanno risposto al trattamento, ovvero quelli di età inferiore ai 60 anni, affetti da IC. A differenza delle classiche mutazioni legate all'età, tipicamente osservate negli anziani, questi soggetti hanno mostrato un diverso insieme di mutazioni, che spesso colpiscono i geni coinvolti nella riparazione del DNA.

"Questi risultati suggeriscono che le sostanze genotossiche presenti nella polvere del WTC potrebbero accelerare il processo di invecchiamento delle cellule staminali del sangue o causare mutazioni completamente nuove", ha affermato Verma. "Questo potrebbe contribuire a spiegare perché anche i soggetti più giovani siano a rischio più elevato".

Studi sugli animali hanno fornito ulteriori conferme. Quando i topi sono stati esposti a campioni di polvere del WTC, hanno sviluppato alti livelli di infiammazione ed un'espansione delle cellule del sangue mutanti, imitando i risultati ottenuti negli esseri umani.

Identificazione del colpevole molecolare: IL1RAP

Per comprendere come l'esposizione a sostanze tossiche alimentasse questi cambiamenti genetici, il gruppo si è concentrato sul ruolo dell'infiammazione. Ha scoperto che l'esposizione alla polvere innescava la produzione di IL1RAP, una proteina coinvolta nella segnalazione infiammatoria. Livelli elevati di IL1RAP erano strettamente correlati all'espansione delle cellule staminali del sangue mutanti.

È importante notare che quando i ricercatori hanno eliminato geneticamente l'IL1RAP nei topi, è stata impedita la crescita di cellule del sangue difettose.

"Ora sappiamo che IL1RAP è un bersaglio molto interessante per strategie volte a sopprimere la crescita di questi cloni mutanti", ha affermato Verma. Ha osservato che IL1RAP è stata implicata in diversi tumori e malattie autoimmuni, e farmaci progettati per inibire la proteina sono già in fase di studio in studi clinici.

Implicazioni oltre Ground Zero

La ricerca offre speranza non solo ai soccorritori dell'11 settembre, ma anche alle persone esposte ad altre forme di particolato tossico.

"Il nostro lavoro ha implicazioni per le persone esposte ad incendi boschivi, inquinamento atmosferico, fosse comuni militari e molte altre esposizioni", ha affermato Verma. "Effettuando lo screening per l'epatite C nelle popolazioni esposte a tossine, potremmo identificare le persone a rischio di tumori del sangue e quindi potenzialmente trattare od addirittura prevenire tali tumori prendendo di mira l'IL1RAP".

ENGLISH

A new study led by researchers at Montefiore Einstein Comprehensive Cancer Center (MECCC) has identified genetic changes that may explain why first responders exposed to the toxic dust cloud of the September 11, 2001, World Trade Center (WTC) attacks face a higher risk of developing leukemia and other blood disorders. The findings, published in Cancer Discovery, also highlight a potential strategy to prevent or treat these diseases in people exposed to environmental toxins.

“Our findings provide new insights into the long-term health impacts of environmental catastrophes, such as wildfires, and suggest targeted interventions for those affected by 9/11 or similar disasters,” said study leader Amit Verma, MD, associate director for translational science at MECCC.

Toxic dust and blood cancer risk

The collapse of the Twin Towers released a massive plume of particulate matter—laden with carcinogens, asbestos, heavy metals, and other genotoxic substances—that blanketed lower Manhattan. More than 400,000 firefighters, police officers, construction workers, volunteers, and residents were exposed to the dust. Epidemiological studies have since shown elevated rates of cancer, cardiovascular disease, and respiratory illness among responders.

Yet how environmental exposure leads specifically to blood cancers has remained unclear. To probe this question, the Einstein team analyzed blood samples from nearly 1,000 WTC-exposed first responders and compared them with samples from two unexposed control groups: 255 firefighters and 198 members of the general population.

The researchers found that first responders had a significantly higher prevalence of clonal hematopoiesis (CH), a condition in which blood-forming stem cells acquire mutations that give rise to genetically altered “clones” of blood cells. While CH is most commonly associated with aging, it is increasingly recognized as a precursor to leukemia, other blood cancers, and cardiovascular disease.

The link was striking: WTC responders with CH mutations were nearly six times more likely to develop leukemia than responders without CH.

Distinct mutations in younger responders

The study revealed a unique genetic signature among younger responders—those under 60—who had CH. Unlike the classic age-related mutations typically seen in older adults, these responders exhibited a different set of mutations, often affecting genes involved in DNA repair.

“These findings suggest that the genotoxic substances in WTC dust may accelerate the aging process of blood stem cells or cause entirely new patterns of mutations,” said Verma. “That could help explain why younger responders are also at elevated risk.”

Animal studies provided further confirmation. When mice were exposed to samples of WTC dust, they developed high levels of inflammation and an expansion of mutant blood cells, mimicking the human findings.

Identifying a molecular culprit: IL1RAP

To understand how toxic exposure fueled these genetic changes, the team homed in on the role of inflammation. They discovered that dust exposure triggered production of IL1RAP, a protein involved in inflammatory signaling. Elevated IL1RAP levels were closely linked to the expansion of mutant blood stem cells.

Importantly, when the researchers genetically knocked out IL1RAP in mice, the rise of defective blood cells was prevented.

“We now know that IL1RAP is a very attractive target for strategies aimed at suppressing the growth of these mutant clones,” said Verma. He noted that IL1RAP has been implicated in several cancers and autoimmune diseases, and drugs designed to inhibit the protein are already being studied in clinical trials.

Implications beyond Ground Zero

The research offers hope not only for 9/11 responders but also for people exposed to other forms of toxic particulate matter.

“Our work has implications for people exposed to wildfires, air pollution, military burn pits, and many other exposures,” Verma said. “By screening toxin-exposed populations for CH, we could identify people at risk for blood cancers and then potentially treat or even prevent those cancers by targeting IL1RAP.”

Concluding their paper, the authors write, “Overall, our study underscores the critical need for continued monitoring and comprehensive healthcare support for environmentally including WTC-exposed responders, given the heightened risk of hematopoietic abnormalities and associated malignancies. Our findings provide insights into the long-term health impacts of environmental disasters and lay the groundwork for targeted interventions and personalized healthcare strategies, aiming to improve outcomes for those affected by the WTC disaster or future environmental disasters.”

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/oncology/9-11-dust-linked-to-blood-mutations-and-leukemia-risk/?_gl=1*tprubt*_up*MQ..*_ga*MjA1NDg0Mzk1MC4xNzczMDc3MDk1*_ga_Y3KXM38M5E*czE3NzMwNzcwOTUkbzEkZzAkdDE3NzMwNzk0MjkkajYwJGwwJGgxNTcxMDI4NTk2

Concludendo il loro articolo, gli autori scrivono: "Nel complesso, il nostro studio sottolinea la necessità critica di un monitoraggio continuo e di un supporto sanitario completo per i soccorritori esposti al WTC, compresi quelli con problemi ambientali, dato l'elevato rischio di anomalie emopoietiche e neoplasie associate. I nostri risultati forniscono informazioni sugli impatti a lungo termine dei disastri ambientali sulla salute e gettano le basi per interventi mirati e strategie sanitarie personalizzate, con l'obiettivo di migliorare i risultati per le persone colpite dal disastro del WTC o da futuri disastri ambientali".