L’attività scientifica delle Unità Operative del Dipartimento di Medicina Occupazionale ed Ambientale è imperniata sul tema tradizionale della linea di ricerca 1 della Fondazione Salvatore Maugeri: l’identificazione e la quantificazione dei fattori di rischio nell’ambiente di lavoro e di vita e lo studio dei loro meccanismi d’azione. L’evidenziazione ed il controllo della presenza di xenobiotici a livello ambientale e/o biologico in ambito lavorativo/occupazionale e nell’ambiente di vita, nonché lo studio sperimentale, clinico ed epidemiologico delle modalità di azione a livello dell’organismo umano costituisce infatti il filo conduttore di tutti i progetti di ricerca del Dipartimento, il fine ultimo dei quali è la messa a punto di indicatori di esposizione e/o di effetto e di valori di riferimento utilizzabili in Medicina del Lavoro e in Medicina Ambientale per il controllo di popolazioni a rischio. Tale impostazione presuppone una stretta collaborazione tra le diverse Unità operative con utilizzazione reciproca di dati e metodologie operative e un continuo confronto sulla progressione delle ricerche.

In ambito sperimentale si collocano essenzialmente le ricerche impostate dal Laboratorio del Servizio di Tossicologia, le quali si sono rivolte verso i seguenti settori:

1) Valutazione degli effetti dell’esposizione perinatale a contaminanti ambientali neurotossici quali il metilmercurio (MeHg) e alcuni bifenilipoliclorurati (PCB), quali il PCB153 e il PCB126, normalmente co-presenti negli alimenti. La modulazione in maniera differente della risposta a tali stimoli tossici ha sottolineato ancora una volta la necessità di mettere a punto e standardizzare un pannello di test in vitro e in vivo atti a svelare effetti cellulari e molecolari, che sono alla base di possibili sinergismi o antagonismi, da impiegarsi nella valutazione del rischio chimico. La ricerca ha affrontato il problema in maniera multidisciplinare attraverso la valutazione della suscettibilità del sistema dopaminergico, colinergico e serotoninergico alla co-esposizione ai suddetti contaminanti nell’organismo in via di sviluppo; nonché la valutazione degli effetti sull’espressione genica cerebrale e il sistema neuroendocrino. Un altro settore ha verificato se l’esposizione ad un contaminante ambientale ubiquitario quale il metilmercurio potesse favorire la degenerazione di cellule nervose geneticamente predisposte all’insorgenza della sclerosi laterale amiotrofica (SLA). È in corso inoltre l’allestimento di un database costituito da due sezioni riportanti rispettivamente dati di letteratura clinici e sperimentali che riguardano le relazioni tra esposizione a composti neurotossici ambientali e professionali, malattie neurodegenerative e alterazioni dei sistemi colinergico/dopaminergico. I risultati hanno evidenziato che sia il MeHg che i PCB 153/126 assunti singolarmente e a basse dosi durante il periodo perinatale, determinano variazioni nella densità dei parametri cerebrali, sopra riportati, nella prole allo svezzamento e alla pubertà. In particolare gli effetti sono risultati essere area-, sesso- e tempo- dipendenti.

Riguardo alla co-esposizione non sono stati osservati effetti additivi o sinergici tra i composti. I risultati dell’espressione genica hanno confermato le differenze nelle risposte sesso correlate e un consistente trend nella modulazione di pattern di espressione genica nelle diverse età della prole. Studi sui livelli serici di testosterone ed estradiolo (E2) hanno altresì evidenziato che il PCB153 da solo e in combinazione con il MeHg determina cambiamenti di E2 che si manifestano alla pubertà e persistono sino all’età adulta in entrambi i sessi. I dati a livello centrale assumono particolare rilevanza alla luce della co-presenza di queste neurotossine in alimenti di largo consumo quali i prodotti ittici e della particolare vulnerabilità del sistema nervoso in via di sviluppo.

2) Sono stati inoltre messi a punto marker neurochimici misurabili in cellule ematiche, come surrogati di alterazioni del sistema nervoso, che vengono applicati in specifiche casistiche cliniche di pazienti adulti e pediatrici affetti da patologie neuropsichiatriche o da alcolismo. Gli studi servono a definire il significato e il valore predittivo di tali indicatori biologici periferici nella diagnosi della patologia e nel monitoraggio farmacologico. Alcuni di questi marker neurochimici sono stati inoltre valutati, nell’ambito di un progetto della comunità europea, in una popolazione di bambini delle Isole FarOer ove la presenza di MeHg e PCB nella fauna ittica è ampiamente documentata e rappresenta pertanto una significativa fonte di esposizione di queste popolazioni ad inquinanti neurotossici.

3) Un settore della ricerca sperimentale è volto allo sviluppo, validazione e applicazione di modelli idonei a migliorare la fattibilità e il valore predittivo dei test tossicologici in vitro in uso per la valutazione del rischio chimico. Tali metodi, alternativi all’uso dell’animale di laboratorio secondo le direttive CEE, vengono applicati nell’ambito dell’attività di ricerca a contratto, nel settore della tossicologia cellulare e molecolare. Particolare interesse è rivolto allo sviluppo di test in vitro capaci di predire la ematotossicità in vivo. Gli effetti mielotossici delle aflatossine B1 (AFB1) e M1 sono stati studiati sulle cellule progenitrici di diverse linee ematiche avvalendosi di cellule di midollo osseo/sangue di cordone ombelicale umano e cellule di midollo osseo murino. I dati in vitro sottolineano la moderata suscettibilitià delle cellule murine all’AFB1, in linea con la ridotta sensibilità del topo agli effetti mielotossici in vivo dell’AFB1.

Studi di tossicologia sperimentale sono pure in corso presso il Laboratorio di Tossicologia occupazionale del Centro di Cassano Murge in particolare attraverso la valutazione degli effetti a livello cellulare (aumento dei micronuclei, aberrazioni cromosomiche, scambio di cromatidi fratelli, alterazione delle gap-junction) di alcuni xenobiotici. Le attività correlate a progetti di ricerca e svolte nel corso dell’anno 2006 dal Centro Nazionale di Informazione Tossicologica, Servizio di Tossicologia, all’interno del quale è operativo il Centro Antiveleni di Pavia, hanno riguardato quattro settori principali:

1. aspetti tossicologici delle emergenze NBCR;
2. intossicazioni acute da pesticidi;
3. determinazione urinaria dell’amanitina nelle sospette intossicazioni da funghi;
4. disponibilità e utilizzo degli antidoti sul territorio nazionale nel trattamento delle intossicazioni acute.

Particolarmente significativa è risultata quest’ultima ricerca per mezzo della quale è stata valutata la disponibilità di antidoti di tutti i servizi di urgenza degli ospedali del Servizio Sanitario Nazionale, consentendo di acquisire informazioni sulla localizzazione di questi farmaci su tutto il territorio italiano. Per facilitare l’impiego degli antidoti è stata quindi creata una banca dati che consente a tutti gli ospedali di tenere aggiornata la propria disponibilità e di richiedere agli altri l’antidoto necessario in caso di carenza dello stesso. Per migliorare la disponibilità di antidoti, anche nelle situazioni di possibile rischio di eventi chimici in ambiente industriale, il Servizio ha inoltre attivato e gestito scorte di antidoti presso insediamenti industriali e presso depositi strategici in collaborazione con il Dipartimento della Protezione Civile e il Ministero della Salute.

L’attività scientifica del Laboratorio di Misure Ambientali e Tossicologiche ha affrontato i temi seguenti:

1. Valutazione dell’esposizione professionale a chemioterapici antiblastici
Sono in fase di messa a punto metodi analitici per la determinazione contemporanea di più principi attivi (da 4 a 12) mediante HPLC-MS-MS sia in matrici ambientali (wipe-tests, substrati di raccolta del particolato ambientale) sia in fluidi biologici (urine). È già stata validata una procedura per gemcitabina, taxolo, ciclofosfamide, ifosfamide nei wipe tests utilizzando trofosfamide e cefalomannina come standard interni. Relativamente al monitoraggio biologico è in fase di messa a punto una procedura per la determinazione della citarabina e del suo principale metabolita in campioni di urina. È altresì prevista la trasferibilità dei metodi di analisi in ambito clinico.

2. Definizione dei Valori di Riferimento biologici di inquinanti ambientali
È in preparazione una Lista sui Valori di Riferimento (VR) per composti organoclorurati persistenti nel siero della popolazione italiana che interessa i seguenti composti: DDT, DDD, DDE, aldrin, dieldrin, isomeri del lindano, esaclorobenzene, etc. Un’ulteriore fase dello studio interesserà il confronto dei VR rilevati in gruppi di popolazione italiana vs. gruppi di popolazione indiana ancora esposti a tali composti, incluso il DDT. Ulteriori composti per i quali sono in corso di definizione i VR sono il bisfenolo A per il quale mediante HPLC-MS-MS è prevista la determinazione della sostanza tal quale e della forma glucoronata (urine). Mediante DRCICP- MS e utilizzo della ICP-MS ad alta risoluzione sono attualmente oggetto di indagini analitiche elementi in traccia come U, Pd, Sn, Zr, in campioni di urine, siero e sangue intero.

3. Livelli di composti organoalogenati in soggetti affetti da patologie neurodegenerative e nel carcinoma mammario
La disponibilità di metodi analitici adeguati e dei VR degli indicatori biologici menzionati al punto precedente (con particolare riferimento ai composti organoclorurati, inclusi i PCB) troverà applicazione nello studio del morbo di Parkinson e della sclerosi laterale amiotrofica. È altresì previsto un progetto di ricerca sui livelli dei composti organoclorurati in pazienti affetti da carcinoma mammario, prevedendo sia una caratterizzazione del siero sia del tessuto grasso. Ciò al fine di verificare differenze statisticamente significative nella composizione dei singoli congeneri dal punto di vista qualitativo e quantitativo.

4. Indicatori ambientali alternativi È in corso di validazione una proceduta analitica per la determinazione di elementi in traccia nei licheni, da utilizzare come biomarcatori dei fenomeni di inquinamento ambientale. Per quanto riguarda il suolo e le acque sotterranee è stata sviluppata e validata per l’incertezza estesa una procedura per gli analiti previsti dalle attuali norme di legge. Per quanto attiene alla determinazione di antiparassitari in campioni di acque (incluse quelle destinate al consumo umano e minerali) è in fase di messa a punto un metodo per la determinazione contemporanea di oltre 100 principi attivi.

5. Interferenti endocrini
È in fase di preparazione, in collaborazione con la SITOR, una lista dei VR degli indicatori biologici utilizzati per valutare l’esposizione a interferenti endocrini nella popolazione generale. I dati ottenuti sperimentalmente saranno valutati e confrontati con i valori ottenuti in altri paesi europei ed extraeuropei e riportati in letteratura. Quest’attività di ricerca interessa anche lo studio dell’intake alimentare di “Endocrine Disruptors” attraverso Studi di Dieta Totale. Sono attualmente in corso collaborazioni in Gruppi Lavoro dell’Istituto Superiore di Sanità finalizzate a evidenziare correlazioni tra esposizione ambientale a interferenti endocrini e infertilità. Nell’ambito del Laboratorio Monitoraggio Esposizione Inquinanti Aeriformi (MEIA) conclusa la ricerca sugli addotti all’albumina dell’acrilamide che ha fornito preziosi indicatori biologici di esposizione, sono in corso ricerche sulla valutazione dei composti organici volatili nell’aria espirata di soggetti affetti da patologie broncopolmonari professionali (broncopatie, pneumoconiosi). È stata inoltre iniziato nell’ambito dei Piani Attuativi Locali (PAL) dell’Assessorato Sanità della Regione Lombardia uno studio del rischio cancerogeno inalatorio in addetti a calzaturifici o comunque esposti a polveri di cuoio.

Presso il Centro di Ricerche Ambientali di Padova attualmente si stanno sviluppando numerosi studi nel settore del campionamento diffusivo, tecnica che consente di raccogliere dati ambientali con elevata efficienza, senza consumo di energia e a costi contenuti.

Una nuova camera di esposizione per condurre i test di prestazione dei campionatori diffusivi, è in fase di progettazione e sono allo studio metodi di campionamento diffusivo per numerose sostanze: monossido di carbonio e monossido di azoto, regolamentati dalle direttive sull’aria ambiente; alcuni composti cancerogeni come 1,3-butadiene ed isoprene; la nicotina, tracciante del fumo passivo; l’acido acetico e l’acido formico, inquinanti dannosi per le opere d’arte figurativa esposte nei musei. Si sta inoltre progettando un dispositivo sequenziale per realizzare il campionamento diffusivo in siti remoti, non presidiati da operatori.

In collaborazione con l’INSERM (Istituto di Ricerca Medica Francese) si stanno studiando gli effetti sull’accrescimento fetale dell’esposizione in gravidanza ad alcuni composti organici volatili. Infine, in campo climatologico, il Centro sta partecipando ad un studio sulla ricostruzione del clima europeo del secondo millennio.

Presso l’UO di Igiene Industriale di Pavia nella Sezione Polveri si sta sviluppando la comparazione tra la tecnica ufficiale di misura delle PM10 e la sua determinazione indiretta mediante il numero di particelle (lettore ottico laser).

Nel settore rischi fisici sono iniziate le prove di diverse configurazioni di radiello in termini di adsorbente- corpo diffusivo al fine di individuare le configurazioni ottimali per la ricerca del radon. È in atto lo studio delle apparecchiature e sistemi che presentano emissioni elettromagnetiche potenzialmente in grado di interferire con altre apparecchiature o con il corpo umano stesso.

Nel settore valutazione dei rischi lavorativi si sta sviluppando la realizzazione di un sistema di gestione della sicurezza mediante la stesura di Istruzioni Operative specifiche come da linee guida SGSL (UNI-INAIL).

Presso le Unità Operative di Medicina del Lavoro (UOOML - UOMOMA - ML) l’attività scientifica riguarda prevalentemente gli aspetti clinici della patologia professionale e ambientale (essendo strettamente connessa all’attività ambulatoriale e di DH); essa è soprattutto incentrata sulla validazione di protocolli per l’inquadramento diagnostico precoce di:

• patologia asbesto-correlata
• pneumoconiosi
• disordini muscolo-scheletrici
• intossicazioni professionali e ambientali
• patologia da mobbing.

L’attività di ricerca sperimentale (su modelli animali) è svolta in collaborazione con l’Istituto di Farmacologia dell’Università di Pavia e riguarda i meccanismi fisiopatologici dell’asma bronchiale professionale. Unità Operative e Servizi del Dipartimento sono impegnati in programmi di ricerca previsti dai Piani Attuativi Locali della Regione Lombardia in collaborazione con le ASL di Pavia e Lodi.

Infine presso il Servizio autonomo di Allergologia e Immunologia proseguono le ricerche sullo studio della infiammazione bronchiale tramite espettorato indotto nella rinite e nell’asma professionale e sullo studio del genotipo in lavoratori con asma da isocianati o esposti al rischio specifico.