Egyedülálló forrás a korai életkörnyezeti expozíciók új biomarkereinek azonosításához

Egyedülálló forrás a korai életkörnyezeti expozíciók új biomarkereinek azonosításához

A kutatók most egyedülálló erőforrással rendelkeznek a korai életkörnyezeti expozíció új biomarkereinek azonosításához és az egészségre gyakorolt ​​hatások megértéséhez. Ez a Barcelona Globális Egészségügyi Intézet (ISGlobal) által vezetett tanulmánynak köszönhető, amely a „la Caixa” Alapítvány által támogatott intézmény, amely szisztematikusan dokumentálta az összes összefüggést a korai életkor expozíciók széles köre és a különböző szinteken lévő molekuláris profilok között, beleértve az epigenomot (DNS-metiláció), a transzkriptomot (génexpresszió) és a metabolomot (metabolitokat). Az EU által finanszírozott ATHLETE projekt eredményeit a Nature Communications-ben tették közzé, és nyilvánosan elérhetők https://helixomics.isglobal.org.

Egészségünk nagymértékben függ attól a környezettől, amelyben élünk. Valójában a betegség kialakulásának kockázatának 70-90%-át az expozíciónk határozza meg: számos környezeti (azaz nem genetikai) tényező, amelyeknek életünk során ki vagyunk téve. Ennek ellenére még mindig korlátozott ismereteink vannak arról, hogy mik ezek a környezeti veszélyek, hogyan hatnak egymásra, és milyen biológiai folyamatokat váltanak ki.

A korai életkor különösen fontos időszak, mivel az ilyen fejlődési szempontból sérülékeny időszakokban az expozíciónak olyan markáns hatásai lehetnek molekuláris szinten, amelyek klinikailag csak felnőttkorig mutathatók ki.”

Martine Vrijheid, az ISGlobal Gyermekkori és Környezetvédelmi programjának vezetője

Ebben a tanulmányban a Vrijheid által vezetett kutatócsoport több kémiai, kültéri, társadalmi és életmódbeli expozíciót (92 terhesség alatt és 116, amikor a gyermekek 6-11 éves korában) hasonlított össze ugyanazon gyermekek molekuláris profiljával (DNS-metiláció és géntranszkripció a vérben, plazmafehérjék és metabolitok a szérumban és a vizeletben). Az elemzésben 1301 anya-gyermek pár szerepelt a Human Early Life Exposome (HELIX) projektből, amely egy hosszú távú kohorsz vizsgálat hat európai országban (Spanyolország, Egyesült Királyság, Franciaország, Litvánia, Norvégia és Görögország).

„A nagyteljesítményű számítástechnika masszívan párhuzamos számítógépekkel lehetővé tette számunkra, hogy leküzdjük az egyik legnagyobb kihívást a nagyméretű „omic” adatok elemzése során” – mondja Juan R. Gonzalez, vezető társszerző. Az elemzés 1170 szignifikáns összefüggést azonosított (249 terhességben és 921 gyermekkorban), betekintést nyújtva a lehetséges biológiai válaszokba és az expozíciós forrásokba. A terhesség alatti expozíciók, mint például az anyai dohányzás, a nehézfém kadmium vagy a molibdén nyomelem, többnyire a DNS-metiláció változásaihoz kapcsolódnak. Ezzel szemben a gyermekkori expozíciók minden molekuláris szinten, különösen a szérum metabolitoknál jelentkeztek. Az eredmények például azt mutatták, hogy a gyerekek az étrendjük révén ki vannak téve kémiai szennyeződéseknek.

Genetika és genomika e-könyv

Összeállítás az elmúlt év legjobb interjúiból, cikkeiről és híreiről. Tölts le egy ingyenes példányt

„Újszerű multi-omika összefüggéseket azonosítottunk a gyermekek alapvető nyomelemeknek való kitettségével, időjárási viszonyaival, beltéri levegőminőséggel, valamint ftalátokkal és parabénekkel” – mondja Léa Maitre, vezető szerző. "Ha ezeket az asszociációkat hálózatokként jelenítjük meg, jobban megérthetjük, hogy egy adott molekulaprofil többszörös expozícióhoz kapcsolódik-e, vagy fordítva, ezáltal azonosítva a lehetséges biológiai utakat" - teszi hozzá.

Valójában az eredmények elfogadható betegségmechanizmusokat szolgáltatnak hat expozíciós csoportra: réz, dohányfüst, gyermekkori beltéri levegő minősége, perzisztens szerves szennyeződések, ftalátok és parabének, valamint időjárási viszonyok. Például a gyermekek réznek való kitettsége közel 90 molekuláris tulajdonsághoz kapcsolódik, beleértve a C-reaktív fehérje (egy gyulladásos marker) megnövekedett szintjét. A mintavétel előtti hónap hőmérséklete, páratartalma és egyéb időjárási körülményei összefüggésbe hozhatók az alvásban és a depresszióban szerepet játszó szérum metabolitokkal, a hőszabályozásban részt vevő fehérjékkel és az immunválasz génjeivel.

„A katalógusunkban rendelkezésre álló gazdag expozíciós és molekuláris információkkal értékes forrást biztosítunk a tudományos közösség számára az expozíciós biomarkerek megtalálásához, az expozíciós források azonosításához, a betegségek mechanizmusainak jobb megértéséhez, és végső soron a közegészségügyi politika előmozdításához” – zárja Vrijheid.

Forrás:

Barcelona Globális Egészségügyi Intézet (ISGlobal)

Referencia:

Maitre, L. és mtsai. (2022) Multi-omics signatures of the korai emberi élet exposome. A természet kommunikációja. doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

.