Paolo Vineis, 27 settembre 2023
Quanto sappiamo sugli effetti delle esposizioni ambientali (intese in senso lato) sulla salute umana dipende largamente dalle ricerche epidemiologiche; tuttavia, importanti contributi vengono anche da altre discipline scientifiche.
Nel corso del secolo scorso sono state poste le basi per la comprensione delle cause delle malattie, per esempio attraverso lo studio delle popolazioni migranti che hanno dimostrato inequivocabilmente che le malattie hanno principalmente cause ambientali e non genetiche (ereditarie): per esempio, i giapponesi emigrati negli Stati Uniti avevano alla seconda generazione un’incidenza di tumori molto più prossima a quella degli Americani che a quella dei Giapponesi rimasti in patria, escludendo un’origine principalmente ereditaria. Inoltre, i grandi studi epidemiologici del secolo scorso hanno dimostrato che il fumo di tabacco e una serie di esposizioni professionali (amine aromatiche, amianto, metalli pesanti) provocavano il cancro. L’affinamento delle tecniche di indagine e la disponibilità di grandi popolazioni da studiare hanno consentito di evidenziare anche gli effetti nocivi dell’inquinamento atmosferico.
Le grandi ricerche epidemiologiche del passato – e anche l’uso che ne è stato fatto a scopo regolatorio – mostrano ora alcuni importanti limiti: (a) si incentravano generalmente su una singola o poche esposizioni, ma come Persson del Potsdam Center ha dimostrato[1], le sostanze chimiche in circolazione sono troppe per essere studiate con un approccio così analitico. Inoltre (b), le esposizioni chimiche si manifestano generalmente sotto forma di miscele, e possono pertanto dare origine a interazioni non-lineari nel corpo umano. (c) Le indagini epidemiologiche sono lunghe e complesse, e pertanto le agenzie di valutazione e di regolamentazione fanno ricorso ad altri tipi di prova, come i saggi sugli animali o in vitro (si vedano per esempio le eccellenti Monografie dell’Agenzia Internazionale per le Ricerche sul Cancro)[2].
Per ovviare ai limiti dell’epidemiologia, è stata sviluppata una branca della ricerca definita “esposoma”. Il termine è stato coniato in quanto complementare al “genoma”, e lo scopo era di potenziare la ricerca sulle cause ambientali di malattie con risorse almeno pari a quelle usate per le cause ereditarie. L’esposoma fa uso di tecnologie interamente nuove, spesso basate su sviluppi della spettrometria di massa, che consentono la misurazione di migliaia se non centinaia di migliaia di molecole nell’organismo umano (metabolomica, proteomica, transcrittomica, epigenetica, etc.)[3]. Per fare un esempio, molte ricerche hanno suggerito che i cibi ultraprocessati di origine industriale (UPF) aumentano il rischio di obesità, tumori e malattie cardiovascolari negli adulti, mentre le prove erano scarse per l’obesità infantile. Una ricerca di esposomica ha consentito di identificare eventi molecolari intermedi (principalmente basati sulla metabolomica) che legavano il consumo di UPF da parte dei bambini a un aumento dell’obesità[4]. Questo tipo di ricerche aumenta la plausibilità dei legami causali rispetto a semplici associazioni statistiche.
L’apporto delle nuove tecnologie analitiche sta in effetti rivoluzionando l’epidemiologia, come dimostra anche l’esplosione della ricerca sull’epigenetica. Per epigenetica si intende l’influenza delle esposizioni ambientali sulla espressione dei geni[3]. Uno dei maggiori successi recenti dell’epigenetica è consistito nel dimostrare che vi è un’accelerazione dell’età biologica, che può discostarsi da quella cronologica per l’effetto di esposizioni esterne; una persona esposta a fattori di rischio, inclusi quelli ambientali, può avere infatti un’età biologica (epigenetica) di diversi anni più avanzata di quella cronologica[5].
Oggi le sfide poste dall’ambiente sono ancora maggiori, perché derivano da modificazioni planetarie i cui effetti sono ancora poco esplorati, e che vanno dalla mortalità dovuta alle ondate di calore (62.000 morti in più nel 2022 in Europa), alla diffusione di malattie infettive per il cambiamento climatico, fino ai mutamenti nella microflora intestinale a causa della perdita di biodiversità. L’identificazione di questi effetti per la salute richiede un’interazione molto più complessa tra discipline[6]. Le conoscenze sulle morti da ondate di calore non esisterebbero se non vi fosse una regolare e capillare misurazione delle temperature e una continuativa e accurata registrazione delle cause di morte. Ma anche l’identificazione della diffusione di malattie infettive come malaria, dengue, chikungunya e altre, richiede sistemi sofisticati di monitoraggio e indagini sulle interazioni tra specie animali, le loro migrazioni, gli effetti della temperatura e della perdita di biodiversità sui vettori, etc.
Quello che dovrebbe essere chiaro a tutti (per esempio a coloro che negano il valore e l’importanza della scienza) è che quanto possiamo fare per evitare l’impatto negativo dei cambiamenti ambientali sulla nostra salute dipende interamente dalla conduzione di solide indagini scientifiche indipendenti. Queste indagini non possono che essere su grandi popolazioni: l’osservazione di singoli individui o di eventi sporadici, infatti, non ha generalmente alcun valore scientifico e pratico.
La “grande accelerazione” delle trasformazioni ambientali, sempre più rapide e sempre più gravi, ci pone di fronte a enormi sfide: la ricerca scientifica deve procedere a un passo almeno altrettanto rapido rispetto a quello dei mutamenti ambientali, e altrettanto rapido deve essere lo sviluppo di nuove soluzioni sia tecnologiche sia sociali. Proprio la componente sociale – la capacità cioè di diffondere conoscenze, ottenere consenso, ridurre le diseguaglianze e prendere decisioni condivise- è probabilmente quella che è stata lasciata più indietro se non trascurata. Un grande propellente di cambiamento in Europa, che include anche la componente sociale, è il Green Deal di cui non si può sottovalutare l’importanza storica[7].
1. Persson L. et al. Outside the Safe Operating Space of the Planetary Boundary for Novel Entities. Environ. Sci. Technol. 2022, 56, 3, 1510–1521
2. IARC Preamble: https://monographs.iarc.who.int/cards_page/preamble-monographs/
3. Vineis P, Robinson O, Chadeau-Hyam M, Dehghan A, Mudway I, Dagnino S. What is new in the exposome? Environ Int. 2020 Oct;143:105887.
4. Vineis et al. The contribution to policies of an exposome-based approach to childhood obesity. Exposome, Volume 3, Issue 1, 2023 https://doi.org/10.1093/exposome/osad006
3. Vineis P, Robinson O, Chadeau-Hyam M, Dehghan A, Mudway I, Dagnino S. What is new in the exposome? Environ Int. 2020 Oct;143:105887.
5. Robinson O, Chadeau Hyam M, Karaman I, Climaco Pinto R, Ala-Korpela M, Handakas E, Fiorito G, Gao H, Heard A, Jarvelin MR, Lewis M, Pazoki R, Polidoro S, Tzoulaki I, Wielscher M, Elliott P, Vineis P. Determinants of acceleratedmetabolomic and epigenetic aging in a UK cohort. Aging Cell. 2020 Jun;19(6):e13149. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32363781/
6. De Donato F et al. The importance of public health in defining climate change policies. Epidemiol Prev. 2023 May-Jun;47(3):3-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37455627/
7. Marieni A, Vineis P: Il Green Deal. Volume “Europa”, Enciclopedia Treccani, 2023 (in stampa)