Les enfants exposés à la pollution atmosphérique liée à la circulation montrent des changements saisonniers dans leurs bactéries nasales, la pollution hivernale entraînant un changement vers des communautés microbiennes moins diverses et potentiellement plus nocives.
Étude: L'exposition personnelle à court terme à plusieurs polluants atmosphériques affecte le microbiote nasal chez les enfants d'âge scolaire. Crédit d'image: Khunkornstudio / Shutterstock
Les maladies respiratoires sont courantes chez les enfants d'âge scolaire et sont aggravées par la pollution atmosphérique. Les changements induits par la pollution dans le microbiome nasal peuvent médier cela. Un article récent dans le journal Science de l'environnement total Les rapports selon lesquels le microbiote nasal chez les enfants varie de façon saisonnière et est entraîné par deux types distincts de polluants atmosphériques.
Introduction
Les enfants vivant dans les villes sont plus vulnérables à la pollution de l'air car leurs systèmes immunitaires et respiratoires sont toujours immatures. De plus, l'air urbain contient souvent des niveaux élevés de polluants, qui expliquent des taux accrus d'asthme, de pneumonie, de mauvaise fonction pulmonaire, de troubles allergiques et d'infections respiratoires.
Les changements dans le microbiote des voies respiratoires supérieures peuvent réduire la résistance aux agents pathogènes, favorisant l'infection. La pollution de l'air prédispose à ces changements.
Des études antérieures ont utilisé des données proxy plutôt que une exposition personnelle à la pollution de l'air ou se sont concentrées sur un seul polluant plutôt que sur un mélange de polluants. Ils ont ignoré les quarts de saison du microbiote respiratoire, ce qui peut influencer la façon dont ils réagissent à la pollution. Ces changements sont causés par des changements dans l'alimentation et dans les virus en circulation.
La présente étude a abordé ces facteurs ensemble. Les données provenaient des projets «Maps Mi», qui ont impliqué les parents et les enfants dans le suivi de leur exposition à la pollution de l'air sur deux saisons.
L'étude a eu lieu à Milan, en Italie, au printemps et à l'hiver 2018-2019. Il a capturé des expositions survenant pendant la routine habituelle de l'année scolaire des enfants, y compris les changements saisonniers. L'âge moyen des enfants était de 8 à 9 ans. Environ un enfant sur trois avait des animaux domestiques et une proportion similaire a été exposée au tabagisme à la maison.
Les chercheurs ont installé les enfants avec des dispositifs mesurant du carbone noir équivalent (EBC) et des composés organiques volatils (COV). Ceux-ci représentent respectivement des polluants particulaires et gazeux. Les appareils ont collecté des données de la fin de la journée scolaire au début de la prochaine journée scolaire. Des échantillons nasaux ont également été prélevés.
Résultats de l'étude
Tous les polluants détectés ici étaient 2 à 3 fois plus concentrés en hiver par rapport au printemps. Sur les 169 échantillons nasaux, 95 et 74 étaient respectivement de l'hiver et du printemps. La variation saisonnière a représenté 3% de la différence de diversité du microbiote entre les échantillons.
Les échantillons d'hiver ont montré un enrichissement de Moraxellaalors que Staphylococcus était plus enrichi au printemps. Moraxella tend à dominer d'autres bactéries, réduisant la diversité microbienne. Cela est d'accord avec le nombre réduit d'espèces trouvées en hiver.
C'est peut-être parce que les enfants passent plus de temps à l'intérieur dans des espaces moins ventilés et ne sont pas exposés à autant de microbes environnementaux que dans des saisons plus chaudes.
Alors que Moraxella Habit généralement les voies respiratoires des enfants, elle peut provoquer des maladies et aggraver les symptômes d'une maladie chronique ou d'une infection respiratoire.
L'exposition maximale à l'EBC a réduit la diversité microbienne au printemps et en hiver, bien que ce dernier n'ait pas été statistiquement significatif. Cependant, les niveaux moyens d'EBC étaient plus importants que les niveaux maximaux de leurs effets sur l'abondance des genres microbiens. L'EBC pourrait provenir d'échappement diesel, par exemple, indiquant que des périodes d'exposition très courtes peuvent produire des voies respiratoires hyper-réactives et aggraver les crises d'asthme.
L'exposition aux COV n'a pas produit d'effets aussi cohérents.
Certaines espèces, comme Corynebacteriumest devenu moins abondant avec l'augmentation de la pollution atmosphérique. Bien que la direction de cet effet soit généralement cohérente au cours des saisons, pour certaines expositions comme la pointe EBC, l'impact a été plus prononcé au printemps. D'autres, comme Neisseriaceaeest devenu plus abondant avec l'augmentation de la pollution, en particulier au printemps. Des espèces comme Alloprévotella et Gemella ont montré des changements saisonniers prononcés dans leur réponse aux niveaux de pollution; Par exemple, l'exposition au benzène était associée à une diminution de leur abondance en hiver mais à une augmentation du printemps.
Les COV ont produit les effets les plus évidents sur l'abondance de divers genres, contrairement aux effets plus subtils de l'EBC. Les COV ont provoqué le Veillonella genre à devenir moins abondant. Par exemple, l'éther méthyl tert-butyl (MTBE) a augmenté Neisseriaceae L'abondance, tandis que le limonène (souvent trouvé dans les produits de nettoyage) l'a réduit. Le benzène (un COV) et l'EBC ont conduit à une augmentation de Moraxella abondance.
Phyla comme Actinobacteriota et Fusobactériote ont été diminués par l'exposition au limonène.
Ainsi, la pollution de l'air réduit les bactéries bénéfiques comme Corynebacterium ou augmente les espèces potentiellement pathogènes comme Moraxella. Certaines espèces montrent un changement saisonnier.
Ces connaissances devraient stimuler les parents à améliorer la qualité de l'air intérieur. Ils devraient éviter le tabagisme intérieur, l'éclairage des bougies parfumés ou des cheminées intérieures, et l'utilisation de produits de nettoyage qui libèrent des COV est une étape.
Pour réduire les expositions de pointe, les enfants devraient utiliser des itinéraires moins occupés vers l'école. Les politiques devraient se concentrer sur la création de zones à faible pollution dans et autour des écoles.
Conclusions
La présente étude est la première à montrer à quel point la pollution de l'air gazeuse et particulaire modifie le microbiote nasal chez les enfants d'âge scolaire et l'importance de la variation saisonnière de ses effets. L'exposition aux polluants atmosphériques est 2 à 3 fois plus élevée en hiver et Moraxella est une caractéristique dominante du microbiote nasal, qui montre une diversité réduite.
Le printemps a réduit les niveaux de pollution atmosphérique, tandis que le microbiote est devenu plus diversifié. Staphylococcus est devenu plus abondant, il s'agit d'un marqueur d'autres bactéries bénéfiques dans les voies respiratoires. Cela pourrait indiquer une composition plus équilibrée des espèces bactériennes au printemps.
La pollution atmosphérique provoque une inflammation et un stress oxydatif, ce qui pourrait modifier les interactions entre le microbiote respiratoire et le système immunitaire et favoriser une augmentation des espèces moins abondantes au détriment des bactéries plus courantes.
Les auteurs reconnaissent certaines limites, telles que la taille relativement petite de l'échantillon et l'accent mis par l'étude sur les enfants dans un environnement urbain spécifique (Milan, Italie), qui peut affecter la généralisation des résultats à d'autres populations ou contextes. La réduction de la pollution atmosphérique aide à maintenir le microbiome respiratoire plus diversifié, permettant aux commensaux bénéfiques de dominer et de réduire le risque d'infection respiratoire.
