Unik ressource til at identificere nye biomarkører for tidlige liv miljøeksponeringer

Unik ressource til at identificere nye biomarkører for tidlige liv miljøeksponeringer

Forskere har nu en unik ressource til at identificere nye biomarkører for tidlige liv miljøeksponeringer og forstå deres sundhedseffekter. Dette er takket være en undersøgelse ledet af Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal), en institution støttet af "la Caixa" Foundation, som systematisk dokumenterede alle sammenhænge mellem en lang række tidlige livseksponeringer og molekylære profiler på forskellige niveauer, herunder epigenomet (DNA-methylering), transkriptomet (genekspression) og Metabolom (metabolitter). Resultaterne, som er en del af det EU-finansierede ATHLETE-projekt, blev offentliggjort i Nature Communications og er offentligt tilgængelige i https://helixomics.isglobal.org.

Vores helbred afhænger i høj grad af det miljø, vi lever i. Faktisk er 70-90 % af risikoen for at udvikle en sygdom bestemt af vores eksposom: en række miljømæssige (dvs. ikke-genetiske) faktorer, som vi udsættes for gennem hele vores liv. Og alligevel har vi stadig begrænset viden om, hvad disse miljøfarer er, hvordan de interagerer, og hvilke biologiske processer de udløser.

Det tidlige liv er en særlig vigtig periode, fordi eksponeringer i disse udviklingsmæssigt sårbare perioder kan have udtalte effekter på molekylært niveau, som måske ikke er klinisk påviselige før i voksenalderen."

Martine Vrijheid, leder af Childhood and Environment-programmet hos ISGlobal

I denne undersøgelse havde forskerholdet ledet af Vrijheid til formål at sammenligne flere kemiske, udendørs, sociale og livsstilseksponeringer (92 under graviditet og 116, da børnene var 6-11 år gamle) med molekylære profiler hos de samme børn (DNA-methylering og gentransskription i blod, plasmaproteiner og metabolitter i serum og urin). Analysen omfattede 1.301 mor-barn-par fra Human Early Life Exposome-projektet (HELIX), et langsigtet kohortestudie i seks europæiske lande (Spanien, Storbritannien, Frankrig, Litauen, Norge og Grækenland).

"Høj-performance computing ved hjælp af massivt parallelle computere gjorde det muligt for os at overvinde en af ​​de største udfordringer med at analysere store 'omiske' data," siger Juan R. Gonzalez, senior medforfatter. Analysen identificerede 1.170 signifikante sammenhænge (249 i graviditeten og 921 i barndommen), hvilket giver indsigt i potentielle biologiske reaktioner og eksponeringskilder. Eksponeringer under graviditeten, såsom moderens rygning, tungmetallet cadmium eller sporelementet molybdæn, var for det meste forbundet med ændringer i DNA-methylering. I modsætning hertil var eksponeringer i barndommen forbundet med signaturer på alle molekylære niveauer, især serummetabolitter. For eksempel viste resultaterne, at børn udsættes for kemiske forurenende stoffer gennem deres kost.

Genetik og genomik e-bog

Samling af de bedste interviews, artikler og nyheder fra det sidste år. Download en gratis kopi

"Vi identificerede nye multi-omics-associationer med børns eksponering for essentielle sporstoffer, vejrforhold, indendørs luftkvalitet og phthalater og parabener," siger Léa Maitre, hovedforfatter. "Ved at visualisere disse associationer som netværk kan vi bedre forstå, om en given molekylær profil er forbundet med flere eksponeringer eller omvendt, og derved identificere potentielle biologiske veje," tilføjer hun.

Faktisk giver resultaterne plausible sygdomsmekanismer for seks eksponeringsgrupper: kobber, tobaksrøg, indendørs luftkvalitet i barndommen, persistente organiske forurenende stoffer, phthalater og parabener og vejrforhold. For eksempel er børns eksponering for kobber blevet forbundet med næsten 90 molekylære træk, herunder øgede niveauer af C-reaktivt protein (en inflammatorisk markør). Temperatur, luftfugtighed og andre vejrforhold i måneden før prøvetagning var forbundet med serummetabolitter involveret i søvn og depression, proteiner involveret i termoregulering og immunresponsgener.

"Med de rige eksponeringer og molekylære oplysninger, der er tilgængelige i vores katalog, giver vi det videnskabelige samfund en værdifuld ressource til at finde eksponeringsbiomarkører, identificere eksponeringskilder, forbedre forståelsen af ​​sygdomsmekanismer og i sidste ende fremme folkesundhedspolitikken," slutter Vrijheid.

Kilde:

Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal)

Reference:

Maitre, L., et al. (2022) Multi-omics signaturer af det tidlige menneskelivseksposom. Naturkommunikation. doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

.