L'inquinamento atmosferico rappresenta una delle sfide più urgenti per la salute pubblica a livello globale, con profondi effetti sulla salute e impatti socioeconomici. Al momento è classificato come il secondo fattore di rischio principale per la mortalità, responsabile di 8,1 milioni di decessi ogni anno1,2,3. Tra gli inquinanti atmosferici, le particelle fini con diametro inferiore a 2,5 micrometri (PM2,5) presentano il rischio per la salute maggiore a causa della loro capacità di penetrare in profondità nel tratto respiratorio4,5. Un'esposizione elevata a PM2,5 è stata costantemente associata a un ridotto funzionamento polmonare e a tassi più alti di ricovero ospedaliero per malattie respiratorie6. La prevalenza di malattie infiammatorie allergiche, tra cui asma, rinite allergica e dermatite atopica, è in aumento a livello mondiale ed è particolarmente elevata nelle grandi città ad alto inquinamento4.
Le malattie allergiche delle vie aeree, come l'asma atopico, sono principalmente mediate da una risposta infiammatoria di tipo 2, caratterizzata da livelli elevati delle citochine interleuchina-4 (IL-4) e interleuchina-13 (IL-13) e dall'attivazione della via di segnalazione del fattore di trascrizione Signal Transducer and Activator of Transcription 6 (STAT6)7. Nelle cellule epiteliali delle vie aeree, la fosforilazione di STAT6 indotta da IL-4 e IL-13 promuove l'ipersecrezione di muco e il danno alla barriera epiteliale, identificando STAT6 come un mediatore centrale della patologia allergica delle vie aeree e come un bersaglio terapeutico rilevante8,9. Evidenze sperimentali ottenute da modelli murini indicano che l'esposizione a PM2,5 e biossido di zolfo potenzia la segnalazione di STAT6 e aggrava l'infiammazione allergica delle vie aeree10,11. Tuttavia, non è stato ancora valutato sistematicamente se i singoli costituenti dell'inquinamento atmosferico modulino direttamente l'attività trascrizionale di STAT6 nelle cellule epiteliali umane delle vie aeree.
L'inquinamento atmosferico comprende una miscela chimicamente complessa di costituenti, tra cui materiale particolato, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), metalli pesanti e sali inorganici, i cui contributi individuali all'attivazione di STAT6 nelle vie aeree rimangono poco definiti12,13. Le metodologie attuali per misurare l'attività di STAT6 nelle cellule epiteliali delle vie aeree, come saggi di fosforilazione a punto finale o sistemi reporter basati su trasfezione transitoria, non sono adatte a schermature chimiche su larga scala. Una piattaforma reporter stabile per STAT6 in cellule epiteliali delle vie aeree umane fornirebbe quindi uno strumento scalabile per identificare composti derivati dall'inquinamento che modulano il segnale allergico nelle vie aeree. Questo protocollo descrive lo sviluppo e la validazione di un saggio reporter stabile per STAT6 basato sulla luciferasi in cellule epiteliali delle vie aeree 16HBE14o−, consentendo una valutazione quantitativa dell'attivazione di STAT6 per lo screening sistematico di campioni ambientali e singoli tossici chimici.