Jedinstveni izvor za identificiranje novih biomarkera izloženosti okolišu u ranom životu

Jedinstveni izvor za identificiranje novih biomarkera izloženosti okolišu u ranom životu

Istraživači sada imaju jedinstveni izvor za prepoznavanje novih biomarkera izloženosti okolišu u ranom životu i razumijevanje njihovih učinaka na zdravlje. To je zahvaljujući studiji koju je vodio Barcelonski institut za globalno zdravlje (ISGlobal), institucija koju podržava Zaklada "la Caixa", koja je sustavno dokumentirala sve veze između širokog spektra izloženosti u ranom životu i molekularnih profila na različitim razinama, uključujući epigenom (metilacija DNK), transkriptom (ekspresija gena) i metabolom (metaboliti). Rezultati, dio projekta ATHLETE koji financira EU, objavljeni su u Nature Communications i javno su dostupni u https://helixomics.isglobal.org.

Naše zdravlje uvelike ovisi o okruženju u kojem živimo. Zapravo, 70-90% rizika od razvoja bolesti određeno je našom izloženošću: nizom okolišnih (tj. negenskih) čimbenika kojima smo izloženi tijekom života. Pa ipak, još uvijek imamo ograničeno znanje o tome što su te opasnosti za okoliš, kako međusobno djeluju i koje biološke procese pokreću.

Rani život posebno je važno razdoblje jer izloženost tijekom ovih razvojno ranjivih razdoblja može imati izražene učinke na molekularnoj razini koji se klinički ne mogu otkriti sve do odrasle dobi.”

Martine Vrijheid, voditeljica programa za djetinjstvo i okoliš u ISGlobalu

U ovoj studiji, istraživački tim predvođen Vrijheidom imao je za cilj usporediti višestruku izloženost kemijskim tvarima, vanjskim, društvenim i načinima života (92 u trudnoći i 116 kada su djeca imala 6-11 godina) s molekularnim profilima kod iste djece (DNA metilacija i transkripcija gena u krvi, proteini plazme i metaboliti u serumu i urinu). Analiza je uključila 1301 par majka-dijete iz projekta Human Early Life Exposome (HELIX), dugoročne kohortne studije u šest europskih zemalja (Španjolska, Velika Britanija, Francuska, Litva, Norveška i Grčka).

"Računalstvo visokih performansi korištenjem masivnih paralelnih računala omogućilo nam je da prevladamo jedan od najvećih izazova u analizi velikih 'omičnih' podataka", kaže Juan R. Gonzalez, viši koautor. Analiza je identificirala 1170 značajnih povezanosti (249 u trudnoći i 921 u djetinjstvu), pružajući uvid u potencijalne biološke reakcije i izvore izloženosti. Izloženost tijekom trudnoće, poput pušenja majke, teškog metala kadmija ili elementa u tragovima molibdena, uglavnom je bila povezana s promjenama u metilaciji DNA. Nasuprot tome, izloženost u djetinjstvu bila je povezana s potpisima na svim molekularnim razinama, posebice metabolitima u serumu. Primjerice, rezultati su pokazali da su djeca putem prehrane izložena kemijskim zagađivačima.

E-knjiga o genetici i genomici

Kompilacija najboljih intervjua, članaka i vijesti iz prošle godine. Preuzmite besplatnu kopiju

"Identificirali smo nove multi-omike povezanosti s dječjom izloženošću bitnim elementima u tragovima, vremenskim uvjetima, kvaliteti zraka u zatvorenom prostoru te ftalatima i parabenima", kaže Léa Maitre, glavna autorica. "Vizualizirajući te asocijacije kao mreže, možemo bolje razumjeti je li određeni molekularni profil povezan s višestrukom izloženošću ili obrnuto, identificirajući tako potencijalne biološke putove", dodaje ona.

Zapravo, rezultati daju vjerojatne mehanizme bolesti za šest skupina izloženosti: bakar, duhanski dim, kvaliteta zraka u zatvorenim prostorima tijekom djetinjstva, postojani organski zagađivači, ftalati i parabeni i vremenski uvjeti. Na primjer, izloženost djece bakru povezana je s gotovo 90 molekularnih svojstava, uključujući povećane razine C-reaktivnog proteina (upalni marker). Temperatura, vlažnost i drugi vremenski uvjeti u mjesecu prije uzorkovanja bili su povezani s metabolitima u serumu uključenim u spavanje i depresiju, proteinima uključenim u termoregulaciju i genima imunološkog odgovora.

"S bogatim informacijama o izloženosti i molekularnim informacijama dostupnim u našem katalogu, znanstvenoj zajednici pružamo vrijedan resurs za pronalaženje biomarkera izloženosti, identificiranje izvora izloženosti, poboljšanje razumijevanja mehanizama bolesti i na kraju unaprjeđenje politike javnog zdravstva", zaključuje Vrijheid.

Izvor:

Institut za globalno zdravlje u Barceloni (ISGlobal)

Referenca:

Maitre, L. i sur. (2022) Multiomički potpisi ranog ljudskog života. Komunikacija s prirodom. doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

.