Ressource unique pour identifier de nouveaux biomarqueurs des expositions environnementales en début de vie

Ressource unique pour identifier de nouveaux biomarqueurs des expositions environnementales en début de vie

Les chercheurs disposent désormais d’une ressource unique pour identifier de nouveaux biomarqueurs des expositions environnementales au début de la vie et comprendre leurs effets sur la santé. C’est grâce à une étude menée par l’Institut de Barcelone pour la santé globale (ISGlobal), une institution soutenue par la Fondation « la Caixa », qui a systématiquement documenté tous les liens entre un large éventail d’expositions précoces dans la vie et des profils moléculaires à différents niveaux, notamment l’épigénome (méthylation de l’ADN), le transcriptome (expression génique) et le métabolome (métabolites). Les résultats, qui font partie du projet ATHLETE financé par l'UE, ont été publiés dans Nature Communications et sont accessibles au public dans https://helixomics.isglobal.org.

Notre santé dépend fortement de l'environnement dans lequel nous vivons. En fait, 70 à 90 % du risque de développer une maladie est déterminé par notre exposome : une variété de facteurs environnementaux (c'est-à-dire non génétiques) auxquels nous sommes exposés tout au long de notre vie. Et pourtant, nous avons encore une connaissance limitée de ce que sont ces risques environnementaux, de la manière dont ils interagissent et des processus biologiques qu’ils déclenchent.

La petite enfance est une période particulièrement importante car les expositions au cours de ces périodes de développement vulnérables peuvent avoir des effets prononcés au niveau moléculaire qui peuvent ne pas être cliniquement détectables avant l’âge adulte.

Martine Vrijheid, responsable du programme Enfance et Environnement chez ISGlobal

Dans cette étude, l’équipe de recherche dirigée par Vrijheid avait pour objectif de comparer de multiples expositions chimiques, extérieures, sociales et liées au mode de vie (92 pendant la grossesse et 116 lorsque les enfants avaient entre 6 et 11 ans) avec des profils moléculaires chez les mêmes enfants (méthylation de l’ADN et transcription des gènes dans le sang, protéines plasmatiques et métabolites dans le sérum et l’urine). L'analyse a porté sur 1 301 couples mère-enfant du projet Human Early Life Exposome (HELIX), une étude de cohorte à long terme menée dans six pays européens (Espagne, Royaume-Uni, France, Lituanie, Norvège et Grèce).

« Le calcul haute performance utilisant des ordinateurs massivement parallèles nous a permis de surmonter l’un des plus grands défis liés à l’analyse de données « omiques » volumineuses », explique Juan R. Gonzalez, co-auteur principal. L'analyse a identifié 1 170 associations significatives (249 pendant la grossesse et 921 pendant l'enfance), donnant un aperçu des réponses biologiques potentielles et des sources d'exposition. Les expositions pendant la grossesse, telles que le tabagisme maternel, le métal lourd cadmium ou l'oligo-élément molybdène, étaient principalement associées à des modifications de la méthylation de l'ADN. En revanche, les expositions durant l’enfance étaient associées à des signatures à tous les niveaux moléculaires, en particulier les métabolites sériques. Par exemple, les résultats ont montré que les enfants sont exposés à des polluants chimiques via leur alimentation.

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« Nous avons identifié de nouvelles associations multi-omiques avec l’exposition des enfants à des oligo-éléments essentiels, aux conditions météorologiques, à la qualité de l’air intérieur, ainsi qu’aux phtalates et parabènes », explique Léa Maitre, auteur principal. "En visualisant ces associations sous forme de réseaux, nous pouvons mieux comprendre si un profil moléculaire donné est associé à de multiples expositions ou vice versa, identifiant ainsi des voies biologiques potentielles", ajoute-t-elle.

En fait, les résultats fournissent des mécanismes plausibles de maladie pour six groupes d’exposition : le cuivre, la fumée de tabac, la qualité de l’air intérieur pendant l’enfance, les polluants organiques persistants, les phtalates et les parabènes, ainsi que les conditions météorologiques. Par exemple, l’exposition des enfants au cuivre a été associée à près de 90 traits moléculaires, notamment des niveaux accrus de protéine C-réactive (un marqueur inflammatoire). La température, l'humidité et d'autres conditions météorologiques au cours du mois précédant l'échantillonnage étaient associées à des métabolites sériques impliqués dans le sommeil et la dépression, à des protéines impliquées dans la thermorégulation et à des gènes de réponse immunitaire.

"Grâce aux riches informations sur les exposomes et les molécules disponibles dans notre catalogue, nous fournissons à la communauté scientifique une ressource précieuse pour trouver des biomarqueurs d'exposition, identifier les sources d'exposition, améliorer la compréhension des mécanismes de la maladie et, à terme, faire progresser la politique de santé publique", conclut Vrijheid.

Source:

Institut de Barcelone pour la santé mondiale (ISGlobal)

Référence:

Maître, L., et al. (2022) Signatures multi-omique du premier exposome de la vie humaine. Communication naturelle. est ce que je.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

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