Μοναδική πηγή για τον εντοπισμό νέων βιοδεικτών περιβαλλοντικών εκθέσεων πρώιμης ζωής

Μοναδική πηγή για τον εντοπισμό νέων βιοδεικτών περιβαλλοντικών εκθέσεων πρώιμης ζωής

Οι ερευνητές έχουν τώρα μια μοναδική πηγή για να εντοπίσουν νέους βιοδείκτες περιβαλλοντικών εκθέσεων πρώιμης ζωής και να κατανοήσουν τις επιπτώσεις τους στην υγεία. Αυτό οφείλεται σε μια μελέτη του Ινστιτούτου Παγκόσμιας Υγείας της Βαρκελώνης (ISGlobal), ένα ίδρυμα που υποστηρίζεται από το Ίδρυμα «la Caixa», το οποίο κατέγραψε συστηματικά όλους τους δεσμούς μεταξύ ενός ευρέος φάσματος εκθέσεων πρώιμης ζωής και μοριακών προφίλ σε διαφορετικά επίπεδα, συμπεριλαμβανομένου του επιγονιδιώματος (μεθυλίωση DNA), του μεταγραφώματος (έκφραση γονιδίων) και του μεταβολισμού (μεταβολίτες). Τα αποτελέσματα, μέρος του χρηματοδοτούμενου από την ΕΕ έργου ATHLETE, δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications και είναι διαθέσιμα στο κοινό στο https://helixomics.isglobal.org.

Η υγεία μας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον στο οποίο ζούμε. Στην πραγματικότητα, το 70-90% του κινδύνου εμφάνισης μιας ασθένειας καθορίζεται από την έκθεσή μας: μια ποικιλία περιβαλλοντικών (δηλαδή, μη γενετικών) παραγόντων στους οποίους είμαστε εκτεθειμένοι καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής μας. Και όμως εξακολουθούμε να έχουμε περιορισμένη γνώση του τι είναι αυτοί οι περιβαλλοντικοί κίνδυνοι, πώς αλληλεπιδρούν και ποιες βιολογικές διεργασίες προκαλούν.

Η πρώιμη ζωή είναι μια ιδιαίτερα σημαντική περίοδος, επειδή οι εκθέσεις κατά τη διάρκεια αυτών των αναπτυξιακά ευάλωτων περιόδων μπορεί να έχουν έντονα αποτελέσματα σε μοριακό επίπεδο που μπορεί να μην είναι κλινικά ανιχνεύσιμα μέχρι την ενηλικίωση».

Martine Vrijheid, επικεφαλής του προγράμματος Childhood and Environment στο ISGlobal

Σε αυτή τη μελέτη, η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Vrijheid στόχευσε να συγκρίνει πολλαπλές εκθέσεις σε χημικές, υπαίθριες, κοινωνικές και εκθέσεις στον τρόπο ζωής (92 στην εγκυμοσύνη και 116 όταν τα παιδιά ήταν 6-11 ετών) με μοριακά προφίλ στα ίδια παιδιά (μεθυλίωση DNA και γονιδιακή μεταγραφή στο αίμα, πρωτεΐνες πλάσματος και μεταβολίτες στον ορό και στο u). Η ανάλυση περιελάμβανε 1.301 ζευγάρια μητέρας-παιδιού από το πρόγραμμα Human Early Life Exposome (HELIX), μια μακροχρόνια μελέτη κοόρτης σε έξι ευρωπαϊκές χώρες (Ισπανία, Ηνωμένο Βασίλειο, Γαλλία, Λιθουανία, Νορβηγία και Ελλάδα).

«Οι υπολογιστές υψηλής απόδοσης που χρησιμοποιούν μαζικά παράλληλους υπολογιστές μας επέτρεψαν να ξεπεράσουμε μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ανάλυση μεγάλων «omic» δεδομένων», λέει ο Juan R. Gonzalez, ανώτερος συν-συγγραφέας. Η ανάλυση εντόπισε 1.170 σημαντικές συσχετίσεις (249 στην εγκυμοσύνη και 921 στην παιδική ηλικία), παρέχοντας μια εικόνα για πιθανές βιολογικές αποκρίσεις και πηγές έκθεσης. Οι εκθέσεις κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, όπως το κάπνισμα της μητέρας, το βαρύ μέταλλο κάδμιο ή το ιχνοστοιχείο μολυβδαίνιο, συσχετίστηκαν κυρίως με αλλαγές στη μεθυλίωση του DNA. Αντίθετα, οι εκθέσεις στην παιδική ηλικία συσχετίστηκαν με υπογραφές σε όλα τα μοριακά επίπεδα, ιδιαίτερα στους μεταβολίτες του ορού. Για παράδειγμα, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα παιδιά εκτίθενται σε χημικούς ρύπους μέσω της διατροφής τους.

Ηλεκτρονικό βιβλίο Γενετικής & Γονιδιωματικής

Συγκέντρωση των κορυφαίων συνεντεύξεων, άρθρων και ειδήσεων του περασμένου έτους. Κατεβάστε ένα δωρεάν αντίγραφο

«Εντοπίσαμε νέους συσχετισμούς πολλαπλής ωμικής με την έκθεση των παιδιών σε βασικά ιχνοστοιχεία, τις καιρικές συνθήκες, την ποιότητα του εσωτερικού αέρα και τις φθαλικές ενώσεις και τα parabens», λέει η Léa Maitre, επικεφαλής συγγραφέας. «Οπτικοποιώντας αυτές τις συσχετίσεις ως δίκτυα, μπορούμε να καταλάβουμε καλύτερα εάν ένα δεδομένο μοριακό προφίλ σχετίζεται με πολλαπλές εκθέσεις ή το αντίστροφο, προσδιορίζοντας έτσι πιθανές βιολογικές οδούς», προσθέτει.

Στην πραγματικότητα, τα αποτελέσματα παρέχουν εύλογους μηχανισμούς ασθενειών για έξι ομάδες έκθεσης: χαλκό, καπνό τσιγάρου, ποιότητα αέρα σε εσωτερικούς χώρους κατά την παιδική ηλικία, επίμονους οργανικούς ρύπους, φθαλικές ενώσεις και parabens και καιρικές συνθήκες. Για παράδειγμα, η έκθεση των παιδιών στον χαλκό έχει συνδεθεί με σχεδόν 90 μοριακά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένων των αυξημένων επιπέδων της C-αντιδρώσας πρωτεΐνης (ένας φλεγμονώδης δείκτης). Η θερμοκρασία, η υγρασία και άλλες καιρικές συνθήκες τον μήνα πριν από τη δειγματοληψία συσχετίστηκαν με μεταβολίτες ορού που εμπλέκονται στον ύπνο και την κατάθλιψη, πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη θερμορύθμιση και γονίδια ανοσοαπόκρισης.

«Με τις πλούσιες εκθεσιακές και μοριακές πληροφορίες που διατίθενται στον κατάλογό μας, παρέχουμε στην επιστημονική κοινότητα έναν πολύτιμο πόρο για την εύρεση βιοδεικτών έκθεσης, τον εντοπισμό πηγών έκθεσης, τη βελτίωση της κατανόησης των μηχανισμών ασθενειών και τελικά την προώθηση της πολιτικής για τη δημόσια υγεία», καταλήγει ο Vrijheid.

Πηγή:

Ινστιτούτο Παγκόσμιας Υγείας της Βαρκελώνης (ISGlobal)

Αναφορά:

Maitre, L., et al. (2022) Multi-omics signatures of the first human life exposome. Επικοινωνία με τη φύση. doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

.