Lesiones pulmonares en ratones por PM2.5 a través de ferroptosis

Las partículas finas (PM2.5), un importante contaminante del aire rico en compuestos orgánicos tóxicos, inducen lesiones pulmonares principalmente a través del estrés oxidativo y la inflamación, contribuyendo así a enfermedades como el asma, la fibrosis y el cáncer de pulmón. Provocan respuestas inflamatorias al promover la infiltración de células inmunitarias y liberar mediadores proinflamatorios, como IL-1β, TNF-α y MIP-1α. Además, causan una producción excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS), alteran el equilibrio redox y agravan el daño oxidativo y la inflamación en el tejido pulmonar. Aunque se ha demostrado que las PM2.5 inducen la ferroptosis a través de la sobrecarga de hierro y el estrés oxidativo, los mecanismos subyacentes siguen sin estar claros. Este estudio tuvo como objetivo establecer un modelo de exposición por inhalación a PM2.5 para explorar la toxicidad pulmonar relacionada con los mecanismos de ferroptosis.

Un total de 45 ratones machos C57BL/6J (de 6 a 8 semanas de edad) fueron asignados al azar a tres grupos (n = 15 por grupo): el filtrado (aire filtrado a través de una membrana de Teflón sin PM2.5, FA), el PM2.5 sin filtrar (aire sin filtrar con PM2.5, UA) y aire concentrado de PM2.5 (concentraciones de PM2.5 de 5 a 10 veces las del aire normal, CA), y se expusieron durante 16 semanas. Las concentraciones de PM2.5 en cada cámara de toxicidad y los pesos corporales de los ratones se registraron a lo largo del experimento. Después de la exposición, los ratones fueron sacrificados por dislocación cervical. Luego de la exposición, las muestras de tejido pulmonar de cada grupo se almacenaron en un congelador a -80 °C o se fijaron en paraformaldehído al 4% para examen histológico y mediciones posteriores.

Los resultados experimentales se expresan como medias ± DE. Los datos metabolómicos se procesaron utilizando el software ProFinder para la extracción de datos crudos de LC-MS, y se realizaron análisis estadísticos univariantes y multivariantes utilizando el software Analyst 1.6.3. Se identificaron metabolitos diferenciales a través de análisis univariantes (pruebas t, cambio de pliegue) y multivariantes [análisis de componentes principales (PCA), análisis discriminante de mínimos cuadrados ortogonales (OPLS-DA)], utilizando la importancia de las variables en la proyección (VIP) ≥ 1 y P < 0.05, seguido de la enriquecimiento en rutas de KEGG.

Los resultados sugieren que el PM2.5 activa la vía de la ferroptosis a través de efectos sinérgicos de múltiples objetivos: 1) Inhibición integral del sistema de defensa antioxidante; 2) Desequilibrio exacerbado del metabolismo del hierro; 3) Activación selectiva de factores pro-ferroptóticos. En conclusión, el PM2.5 induce lesiones pulmonares a través de un mecanismo multifacético centrado en la ferroptosis, impulsado por la interacción del estrés oxidativo, la disregulación del hierro, la inflamación y la reprogramación metabólica, sugiriendo una diferencia en la severidad del daño dependiendo de la dosis.

Dirección original del artículo citado: https://www.besjournal.com/en/article/doi/10.3967/bes2025.167