E’ noto da lungo tempo che l’inalazione cronica di polveri di diversa natura minerale produce, a livello polmonare, patologie assai diverse come la silicosi e in casi più gravi il carcinoma polmonare, quando le cellule degli alveoli entrano in contatto con il quarzo, l’asbestosi e il mesotelioma, quando nel polmone penetra polvere di amianto. Al contrario si osservano generalmente semplici risposte infiammatorie ad esito benigno nel caso di contatto con silice amorfa.
Benché non siano ancora del tutto chiari i meccanismi molecolari alla base dei diversi processi infiammatori sopra elencati, sembra comunque evidente un ruolo chiave da parte dei macrofagi che rispondono in maniera differente all’esposizione ai vari tipi di polveri. Le nostre ricerche stanno dimostrando che questa diversa reattività cellulare nei confronti di diverse specie minerali non è un’acquisizione recente ma ha una storia naturale estremamente lunga che affonda le sue radici all’origine stessa degli organismi multicellulari.
Le più straordinarie interazioni tra cellule e minerali sono state, infatti, scoperte nelle spugne marine, i più primitivi metazoi, che popolano i mari da oltre 700 milioni di anni. Questi arcaici organismi presentano uno scheletro composto da spicole carbonatiche o silicee dalle forme complesse e improbabili ma molte specie irrobustiscono i loro tessuti con l’aggiunta di materiali estranei –granelli di sabbia, spicole di altre spugne- provenienti dall’ambiente. Chondrosia reniformis, una delle più comuni spugne del Mediterraneo è sostenuta da uno spesso scheletro collagenoso che irrobustisce incorporando al suo interno materiali estranei esclusivamente di natura silicea ed in particolare granelli di quarzo cristallino e spicole di silice opalina prodotte da altre specie di spugne.
Da un punto di vista prettamente chimico i due materiali sono del tutto simili essendo entrambi composti da biossido di silicio ma la disposizione spaziale delle singole molecole è del tutto diversa essendo assemblate su un rigoroso reticolo cristallino nel caso del quarzo o disposte disordinatamente nel caso delle spicole che quindi assumono una struttura vetrosa. L’incorporazione dei due materiali avviene a livello delle cellule dell’epitelio della spugna che si comportano in modo assai diversa nei confronti di essi. I granelli di quarzo cristallino sprofondano all’interno dei tessuti della spugna mentre le cellule si spostano attorno ad essi dando l’impressione di una goccia di metallo fuso che penetri in uno strato di cera.
Le spicole opaline, al contrario, stimolano il movimento delle cellule dell’epitelio che rapidamente prendono contatto con esse e le avvolgono in un voluttuoso abbraccio. Queste osservazioni mettono in evidenza un’affinità cellulare del tutto diversa di fronte alla stessa molecola organizzata in diversi tipi di strutture spaziali. L’ultima straordinaria sorpresa avviene nell’interno dei tessuti dove, mentre le spicole opaline rimangono intatte, il quarzo viene rapidamente attaccato e disciolto. Il caso è notevole perché il quarzo è molto più refrattario alla dissoluzione della silice amorfa e questo processo avviene grazie alla consistente presenza nei tessuti della spugna di acido ascorbico che è in grado di attaccare il quarzo ma non la silice vetrosa. Rimane aperto un interrogativo sul perché: perché incorporare quarzo per poi dissolverlo? Pare accertato che alte concentrazioni di ione ortosilicato, che si ottiene dalla disoluzione del quarzo, siano in grado di attivare il gene del collagene, la sostanza proteica principale componente dei tessuti delle spugne. D’altra parte le spicole estranee incorporate da Chondrosia restano intatte e ne irrobustiscono lo strato corticale che serve da sostegno e protezione.
La stimolazione del gene del collagene chiude il cerchio con la silicosi umana nella quale la risposta infiammatoria alle polveri inalate si traduce in una iper-produzione di collagene che irrigidisce il parenchima polmonare rendendo sempre più difficoltoso l’atto respiratorio. Risultati come questo, frutto di ricerche largamente multidisciplinari, indicano che fenomeni conosciuti solo dal punto di vista della patologia umana possono rivelare un’inattesa storia naturale e un’origine incredibilmente antica la cui conoscenza potrebbe indicare nuove importanti prospettive terapeutiche.
