p Cientistas da Virginia Tech descobriram que partículas incrivelmente pequenas de um óxido de titânio incomum e altamente tóxico encontrado na poluição do carvão e nas cinzas podem causar danos aos pulmões em camundongos após uma única exposição, com danos de longo prazo ocorrendo em apenas seis semanas. p Os testes foram liderados por Irving Coy Allen, professor da Faculdade de Medicina Veterinária de Virginia-Maryland, com colaboradores de toda a Virginia Tech e pesquisadores da Universidade do Colorado, a Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, East Carolina University, e East China Normal University em Xangai. Os resultados foram publicados recentemente na revista científica Fronteiras em Imunologia .

p Eles seguem as descobertas de 2017 do geocientista da Virginia Tech Michael Hochella de que queimar carvão - quando a fumaça não é capturada por filtros de última geração atualmente encontrados em usinas de energia dos EUA - emite partículas minúsculas conhecidas como nanopartículas de subóxido de titânio para a atmosfera. Essas nanopartículas foram encontradas pela equipe de cientistas de Hochella em cinzas coletadas nas ruas da cidade, calçadas, e em lagoas e baías perto de cidades americanas e chinesas.

p Usando modelos de mouse em um ambiente de laboratório, essas minúsculas nanopartículas - tão pequenas quanto 100 milionésimos de um metro - entraram nos pulmões após serem inaladas. Uma vez dentro dos pulmões, as nanopartículas encontraram macrófagos, as células de defesa dos pulmões que prendem e removem materiais estranhos. Tipicamente, essas células protegem os pulmões de patógenos, como bactérias e vírus. Mas contra essas nanopartículas, os macrófagos vacilam.

p "Eles não podem quebrar as nanopartículas de titânio, então as células começam a morrer, e esse processo recruta mais macrófagos. Esses processos iniciam um ciclo de feedback com cada rodada de células mortas concentrando-se em torno das nanopartículas, "disse Allen, membro do Departamento de Ciências Biomédicas e Patobiologia. "O moribundo, as células contendo nanopartículas começam a fazer depósitos nos pulmões e esses depósitos causam problemas. Começamos a ver impactos negativos na função pulmonar, e basicamente os pulmões não funcionam corretamente. "

p No que Allen chama de "descoberta surpreendente, "sua equipe descobriu efeitos negativos após apenas uma exposição às nanopartículas tóxicas. Danos de longo prazo dos depósitos podem aparecer em apenas seis semanas, levantando preocupações para cidades altamente poluídas. "Percebemos que se alguém está morando perto de uma usina de energia, ou perto de uma dessas fontes de queima de carvão, eles não seriam expostos a uma única dose, eles seriam expostos a isso diariamente, "disse ele." Também não vimos a depuração do pulmão depois de uma semana, então, quando essas coisas estão em seus pulmões, elas ficam lá, e eles ficarão lá por um longo período de tempo. "

p Mais ainda, pulmões danificados podem levar a uma maior suscetibilidade a vírus ou infecção bacteriana, e pode piorar os sintomas associados à asma ou doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC).

p Contudo, os efeitos exatos dessas nanopartículas tóxicas em humanos, outros animais, vegetação, e os sistemas hídricos não são conhecidos e exigem estudos mais aprofundados por pesquisadores internacionais, Allen disse.

p "Os pulmões de camundongo e humano são funcionalmente semelhantes, mas anatomicamente diferente em uma variedade de maneiras sutis, "Allen acrescentou." Embora os estudos feitos neste artigo sejam comumente utilizados para modelar distúrbios das vias aéreas em pessoas, mais dados clínicos diretos são necessários para compreender completamente o impacto humano da exposição a essas nanopartículas. "

p As nanopartículas de subóxido de titânio - chamadas de fases de Magnéli pelos pesquisadores - já foram consideradas raras, encontrados na Terra em alguns meteoritos, de uma pequena área de certas rochas no oeste da Groenlândia, e ocasionalmente em rochas lunares. Contudo, Hochella, trabalhando com outros pesquisadores em 2017, descobriram que essas nanopartículas são de fato generalizadas globalmente a partir da queima de carvão.

p De acordo com o estudo anterior, publicado na Nature Communications, quase todo carvão contém pequenas quantidades dos minerais rutilo ou anatase, ambos "normais, " ocorrendo naturalmente, e óxidos de titânio relativamente inertes. Mas quando queimado, esses minerais se convertem em subóxido de titânio. As nanopartículas então se tornam transportadas pelo ar se a usina não estiver equipada com armadilhas de partículas de alta tecnologia, como os dos Estados Unidos. Para países sem regulamentações rígidas, as nanopartículas podem flutuar nas correntes de ar localmente, regionalmente, e mesmo globalmente, Hochella disse. (Ele acrescentou que os Estados Unidos começaram a usar precipitadores eletrostáticos em pilhas de carvão na década de 1920).

p Os primeiros estudos de biotoxicidade pelo grupo de Hochella com embriões de peixe-zebra mostraram sinais de impacto biológico negativo das nanopartículas, sugerindo potenciais danos aos humanos. Agora, com este estudo, as chances de toxicidade para os humanos são muito maiores. “O problema com essas nanopartículas é que não existe uma maneira fácil ou prática de evitar sua formação durante a queima do carvão, "disse Hochella, Distinto Professor Emérito de Geociências da Universidade Virginia Tech College of Science, após o lançamento do estudo anterior, há dois anos.

p Hochella e sua equipe encontraram as nanopartículas de subóxido de titânio por acidente enquanto estudavam o movimento a jusante de um derramamento de cinzas de carvão de 2014 no rio Dan da Carolina do Norte. O grupo posteriormente produziu as mesmas nanopartículas de subóxido de titânio ao queimar carvão em simulações de laboratório. Este perigo potencial para a saúde se baseia em descobertas estabelecidas pela Organização Mundial da Saúde:Mais de 3,3 milhões de mortes prematuras ocorrendo em todo o mundo por ano devido à poluição do ar, e somente na China, 1,6 milhão de mortes prematuras são estimadas anualmente devido a lesões cardiovasculares e respiratórias causadas pela poluição do ar.

p Isso levanta várias questões:as nanopartículas são absorvidas pelo corpo por outros meios, como o contato com os olhos ou a pele? Eles podem encontrar seu caminho para a vegetação - incluindo alimentos - através do solo? Se então, quais são as implicações no trato gastrointestinal? Eles estão presentes na água potável? Se um rato sofrer danos de longo prazo em seis semanas, o que isso representa para os humanos que respiram o ar?

p Allen insiste em que os testes passem a estudos com foco em humanos.

p "Identificamos um poluente único no meio ambiente, e mostramos que existe um potencial problema de saúde para os humanos, de modo que nos dá um biomarcador que podemos monitorar mais de perto, ", disse ele." Devemos começar a olhar para essas partículas mais de perto à medida que nos tornamos mais conscientes dos perigos que essas nanopartículas representam. Essas são perguntas que precisam ser feitas. "

p Esse caminho, embora óbvio, pode não ser tão simples, ética ou politicamente. Os cientistas não podem expor cobaias humanas à poluição do carvão ou cinzas e às nanopartículas tóxicas. Portanto, um cenário provável:os cientistas poderiam estudar essas partículas no tecido pulmonar humano a partir de biópsias pulmonares e amostras clínicas. Contudo, muitos médicos relutam em participar desse esforço em muitos dos países de maior risco. Allen disse que uma das razões pode ser a sensibilidade que esses países têm em relação às questões de qualidade do ar.