I tassi di infezione da COVID-19 aumentano quando i livelli di polline trasportato dall’aria sono più alti

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Quando i livelli di polline trasportato dall’aria sono più alti, è possibile osservare un aumento dei tassi di infezione da SARS-CoV-2. 

Questi risultati sono stati determinati da uno studio su larga scala condotto da un team internazionale guidato da ricercatori dell’Università Tecnica di Monaco (TUM) e dell’Helmholtz Zentrum München.

I membri dei gruppi ad alto rischio possono proteggersi osservando le previsioni sui pollini e indossando maschere con filtro antipolvere.

Nella primavera del 2020, lo scoppio della pandemia di coronavirus sembrava coincidere con la stagione dei pollini degli alberi nell’emisfero settentrionale. Queste osservazioni hanno spinto un team internazionale di ricercatori a condurre un’indagine approfondita: gli scienziati volevano sapere se esiste un collegamento dimostrabile tra le concentrazioni di polline nell’aria e i tassi di infezione da SARS-CoV-2.

Il polline è un fattore ambientale significativo che influenza i tassi di infezione

Sotto la guida del primo autore Athanasios Damialis, il team della Cattedra di Medicina Ambientale presso TUM ha raccolto dati sulle concentrazioni di polline nell’aria, le condizioni meteorologiche e le infezioni SARS-CoV-2 , prendendo in considerazione la variazione dei tassi di infezione da un giorno all’altro e il numero totale di test positivi.

Nei loro calcoli, il team ha incluso anche dati sulla densità di popolazione e sugli effetti delle misure di blocco. I 154 ricercatori hanno analizzato i dati sui pollini di 130 stazioni in 31 paesi nei cinque continenti.

Il team ha dimostrato che il polline trasportato dall’aria può rappresentare, in media, il 44% della variazione dei tassi di infezione, con l’umidità e la temperatura dell’aria che giocano anche un ruolo in alcuni casi. Durante gli intervalli senza regole di blocco, i tassi di infezione erano in media del 4% più alti con ogni aumento di 100 grani di polline trasportato dall’aria per metro cubo.

In alcune città tedesche, durante lo studio sono state registrate concentrazioni fino a 500 granuli di polline per metro cubo al giorno, il che ha portato a un aumento complessivo dei tassi di infezione di oltre il 20%.

Nelle regioni in cui erano in vigore le regole di blocco, tuttavia, i numeri di infezione erano in media solo la metà più alti a concentrazioni di polline comparabili.

Il polline trasportato dall’aria indebolisce la risposta immunitaria

Elevate concentrazioni di polline portano a una risposta immunitaria più debole nelle vie aeree ai virus che possono causare tosse e raffreddore. Quando un virus entra nel corpo, le cellule infette di solito inviano proteine ​​messaggere. Questo è anche il caso di SARS-CoV-2. 

Queste proteine, note come interferoni antivirali, segnalano alle cellule vicine di intensificare le loro difese antivirali per tenere a bada gli invasori.

Inoltre, viene attivata una risposta infiammatoria appropriata per combattere i virus.

Ma se le concentrazioni di polline nell’aria sono elevate e i granuli di polline vengono inalati con le particelle virali, vengono generati meno interferoni antivirali. Anche la risposta infiammatoria benefica stessa viene influenzata.

Pertanto, nei giorni con un’alta concentrazione di polline, può portare ad un aumento del numero di malattie respiratorie. Questo vale anche per COVID-19. Se gli individui sono allergici ai diversi tipi di polline è irrilevante.

“Non è possibile evitare l’esposizione al polline trasportato dall’aria”, afferma Stefanie Gilles, prima autrice dello studio. “Le persone in gruppi ad alto rischio dovrebbero, quindi, essere informate che alti livelli di concentrazioni di polline nell’aria portano ad una maggiore suscettibilità alle infezioni virali del tratto respiratorio”.

Athanasios Damialis afferma: “Quando si studia la diffusione della SARS-CoV-2, è necessario tenere conto di fattori ambientali come il polline. Una maggiore consapevolezza di questi effetti è un passo importante nella prevenzione e mitigazione dell’impatto di COVID-19. “

Le maschere di filtraggio delle particelle forniscono protezione

Cosa possono fare le persone vulnerabili per proteggersi? Claudia Traidl-Hoffmann, ultima autrice e professoressa di medicina ambientale, consiglia alle persone ad alto rischio di monitorare le previsioni sui pollini nei prossimi mesi. Claudia Traidl-Hoffmann afferma: “Indossare una maschera di filtraggio delle particelle quando le concentrazioni di polline sono elevate può tenere sia il virus che il polline fuori dalle vie aeree”.


L’esposizione ai pollini indebolisce l’immunità contro alcuni virus respiratori stagionali diminuendo la risposta all’interferone antivirale. Qui indaghiamo se lo stesso vale per la sindrome respiratoria acuta grave pandemica coronavirus 2 (SARS-CoV-2), che è sensibile agli interferoni antivirali, se le onde di infezione coincidono con alte concentrazioni di polline nell’aria. La nostra ipotesi originale era che più polline trasportato dall’aria avrebbe portato ad un aumento dei tassi di infezione.

Per esaminarlo, abbiamo eseguito un’analisi dei dati trasversali e longitudinali sull’infezione da SARS-CoV-2, sui pollini presenti nell’aria e sui fattori meteorologici. Il nostro set di dati è il più completo e il più ampio possibile al mondo da 130 stazioni, in 31 paesi e cinque continenti.

Per indagare esplicitamente gli effetti del contatto sociale, abbiamo inoltre considerato la densità di popolazione di ciascuna area di studio, nonché gli effetti di blocco, in tutte le possibili combinazioni: senza alcun blocco, con regime di blocco misto – nessun blocco e in condizioni di blocco completo. Abbiamo scoperto che il polline trasportato dall’aria, a volte in sinergia con l’umidità e la temperatura, spiegava, in media, il 44% della variabilità del tasso di infezione.

I tassi di infezione sono aumentati dopo concentrazioni di polline più elevate più frequentemente durante i quattro giorni precedenti. Senza blocco, un aumento dell’abbondanza di polline di 100 polline / m3 ha determinato un aumento medio del 4% dei tassi di infezione. Il blocco ha dimezzato i tassi di infezione a concentrazioni di polline simili. 

Poiché non possono esserci misure preventive contro l’esposizione ai pollini aerodispersi, suggeriamo un’ampia diffusione di informazioni sugli effetti disastrosi della coesposizione del polline-virus per incoraggiare le persone ad alto rischio a indossare maschere con filtro antiparticolato durante le concentrazioni di polline primaverili elevate.

Si presume che il progresso del COVID-19 sia spesso asintomatico o associato solo a sintomi da lievi a moderati, principalmente febbre e tosse secca (1). Tuttavia, in individui suscettibili, come gli anziani con comorbidità metaboliche, cardiovascolari e / o polmonari (2), COVID-19 può esacerbare una polmonite grave che richiede l’integrazione di ossigeno e un trattamento di terapia intensiva. 

Le morti associate a COVID-19 sono principalmente dovute a sindrome respiratoria acuta grave (SARS), tempesta di citochine (3⇓-5) o coagulopatia disseminata che porta a insufficienza multiorgano. Secondo le stime dell’Organizzazione mondiale della sanità (OMS), il tasso complessivo di mortalità dei casi è del 3,4% (6, 7).

SARS coronavirus 2 (SARS-CoV-2), la causa del COVID-19, è un nuovo membro della famiglia Betacoronaviridae con presunta origine zoonotica (8). È un virus a RNA a filamento positivo con una dimensione del genoma di ∼30 kb (9). SARS-CoV, l’agente dell’epidemia di SARS del 2002 e il suo fratello più vicino, è altamente suscettibile agli interferoni antivirali (IFN) e ha sviluppato meccanismi di soppressione immunitaria sulla base degli IFN antagonizzanti delle cellule ospiti.

Le proteine ​​accessorie codificate dai geni ORF3b, ORF6, M e N di SARS-CoV-2 sono altamente omologhe alle loro controparti della sindrome respiratoria SARS-CoV e del Medio Oriente, che sono antagonisti IFN di tipo I (10). Un altro insieme di proteine ​​accessorie, codificate dai geni E, ORF3a e ORF8b e comuni sia a SARS-CoV che a SARS-CoV-2, sono attivatori dell’inflammasoma NLRP3 (11, 12) e contengono fino al 95% di aminoacidi interstrain identità di sequenza (9). L’eccessiva attivazione dell’inflammasoma e la successiva piroptosi è il meccanismo alla base della tempesta di citochine dominata da IL-1β associata a insufficienza multiorgano mediata da SARS-CoV (4, 13).

Un recente e ampio studio di coorte dalla Corea del Sud ha riportato che le esacerbazioni dell’asma nei bambini in età scolare sono associate alla coesposizione a molteplici fattori ambientali stagionali, ovvero ozono, rinovirus e polline degli alberi (14). Un altro studio ha recentemente riportato che i granelli di polline di vari taxa vegetali rilasciano composti non ancora identificati che modulano la produzione di λ-IFN antivirali nelle cellule epiteliali respiratorie e ha fornito prove da modelli umani e murini che l’esposizione ai pollini porta a una maggiore suscettibilità alle infezioni da due diversi virus respiratori, il rinovirus umano e il virus respiratorio sinciziale (15). Inoltre, alcuni tipi di polline aumentano il rilascio delle citochine della famiglia IL-1 IL-1β, IL-18 e IL-33 dalle cellule epiteliali in vitro, indicando un ruolo del polline nell’attivazione dell’inflammasoma NLRP3 (16, 17). Quindi,

I primi casi di COVID-19 sono stati ufficialmente segnalati per i paesi europei dalla metà alla fine di gennaio 2020. Il 12 marzo, l’OMS ha annunciato ufficialmente l’inizio di una pandemia globale di COVID-19, con oltre il 33% delle nazioni del mondo che hanno segnalato diffusione locale dell’infezione.

Più o meno nello stesso periodo, un periodo di caldo su larga scala nella maggior parte dell’emisfero settentrionale ha avviato il primo grande picco stagionale nelle emissioni di polline degli alberi. I tempi sincronizzati della diffusione dell’infezione e le maggiori concentrazioni di polline, in combinazione con il potenziale recentemente scoperto del polline di aumentare la suscettibilità ai virus respiratori, ci hanno spinto ad analizzare se, in determinate condizioni meteorologiche, una correlazione positiva tra SARS-CoV- Si sono potute osservare 2 infezioni e polline disperso nell’aria.

Abbiamo quindi raccolto dati sui pollini aerotrasportati dalla maggior parte delle stazioni di monitoraggio dei pollini operanti in quel momento, da un totale di 31 paesi e da tutti i continenti abitati, inclusi l’emisfero settentrionale e meridionale, e abbiamo studiato le relazioni tra le concentrazioni giornaliere di polline e SARS-CoV-2 tassi di infezione, tenendo conto anche di fattori meteorologici e sociodemografici.

I nostri risultati rivelano che l’esposizione simultanea a SARS-CoV-2 (tramite altri vettori umani infetti) e polline aerodisperso può, in condizioni meteorologiche “favorevoli”, promuovere l’infezione virale. Sebbene sia significativo informare il pubblico su questo rischio, la formulazione dovrebbe essere estremamente ben considerata per evitare malintesi e per non causare panico. 

D’altra parte, un’ampia diffusione dei potenziali effetti disastrosi della coesposizione virus-polline dovrebbe essere comunicata con urgenza e in modo chiaro: poiché non possiamo evitare l’esposizione ai pollini trasportati dall’aria, i gruppi ad alto rischio devono essere informati di indossare maschere con filtro antiparticolato durante la stagione dei pollini. , soprattutto in primavera.

LINK DI RIFERIMENTO: https://www.pnas.org/content/118/12/e2019034118


Ulteriori informazioni:  Athanasios Damialis et al. Concentrazioni di polline aerodisperse più elevate erano correlate con l’aumento dei tassi di infezione da SARS-CoV-2, come evidenziato da 31 paesi in tutto il mondo,  Atti della National Academy of Sciences  (2021). DOI: 10.1073 / pnas.2019034118

Stefanie Gilles et al. L’esposizione ai pollini indebolisce la difesa innata contro i virus respiratori,  Allergy  (2019). DOI: 10.1111 / all.14047

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