La exposición a la sílice en los trabajadores es inevitable en algunos entornos ocupacionales, y una vez expuestos a la sílice, el deterioro progresa incluso después de la eliminación del medio ambiente. Además, la mayoría de estos trabajadores fuman, y los cigarrillos tradicionales contienen miles de sustancias químicas, siendo el principal componente adictivo la nicotina. Los cigarrillos electrónicos se están volviendo cada vez más populares en los grupos de edad más jóvenes2; Estos cigarrillos electrónicos actúan como un sistema de administración de nicotina y aumentan el acceso a la nicotina, lo que aumenta la susceptibilidad pulmonary la neumonía. El humo del cigarrillo también acelera la fibrosis pulmonar en ratones expuestos a bleomicina4 y aumenta la toxicidad pulmonar y la fibrosis en ratones expuestos a sílice 5,6. Sin embargo, aún no se ha investigado si la nicotina puede afectar el proceso inflamatorio y de fibrosis pulmonar causado por la sílice.
El modelo de ratón de silicosis establecido por la inhalación única de una dosis alta de sílice en la tráquea es traumático para los ratones. Aunque este método proporciona rápidamente un modelo de silicosis, no coincide con la realidad de un entorno en el que los trabajadores están expuestos repetidamente a la sílice. Por lo tanto, establecimos un modelo de ratón expuesto a sílice administrando repetidamente una dosis baja de suspensiones de sílice a través de un goteo nasal; Esta dosis puede causar inflamación y fibrosis en ratones.
Para eludir los efectos de otros componentes del cigarrillo, este modelo de ratón se inyectó subcutáneamente con nicotina en la piel suelta del cuello para determinar el efecto del componente adictivo, la nicotina, sobre la silicosis. Mediante la administración de inyecciones subcutáneas, se puede lograr una dosificación precisa, lo que permite crear modelos de exposición a la nicotina y observar las respuestas de toxicidad por dosis, así como la adicción. Se ha desarrollado un modelo de adicción a la nicotina en ratones macho, con una dosis de inyección de nicotina de 0,2-0,4 mg/kg 7,8. En ese modelo, para satisfacer las necesidades de búsqueda de drogas de los ratones adictos, se administraron dos inyecciones subcutáneas a intervalos de 12 h. Este modelo de adicción a la nicotina en ratones es útil para simular los hábitos humanos de fumar y la exposición a la sílice.
Los modelos animales de un solo factor tienen limitaciones en los estudios de enfermedades, mientras que el método descrito aquí implica un modelo de ratón de dos factores de coexposición a la nicotina y la sílice. Antes de la exposición a la sílice, los ratones fueron preexpuestos a la nicotina para replicar la exposición a la nicotina en personas que fuman. Posteriormente, la exposición a sílice tuvo lugar desde el día 5 hasta el día 19 para imitar la exposición a sílice en un entorno de trabajo para individuos con antecedentes de tabaquismo.
Se sabe que los macrófagos alveolares desempeñan un papel importante en la regulación de la inflamación y la fibrosis pulmonar. Los macrófagos no pueden descomponer la sílice al inhalarla, lo que conduce a la polarización o apoptosis de los macrófagos 9 y a la liberación de citoquinas como el factorde necrosis tumoral alfa (TNF-α) y el factor de crecimiento transformante beta (TGF-β). Los macrófagos M1, que se identifican por la presencia del marcador de superficie CD86, son los principales instigadores de la respuesta inflamatoria en la silicosis, mientras que los macrófagos M2, que están marcados por CD206, son responsables de la fase fibrótica de la afección10. En ratones de doble exposición, la nicotina indujo la polarización de los macrófagos hacia el fenotipo M2 en los pulmones lesionados por sílice, promoviendo así la fibrosis pulmonar. Además, el TGF-β1 es clave para la inducción de fibrosis y EMT11; el aumento de la expresión de TGF-β1 aceleró la progresión de la fibrosis pulmonar a través de la EMT. Este modelo analizó con éxito los efectos de la nicotina en la silicosis y destacó aún más la importancia de dejar de fumar la nicotina.