Risorsa unica per identificare nuovi biomarcatori delle esposizioni ambientali nei primi anni di vita

Risorsa unica per identificare nuovi biomarcatori delle esposizioni ambientali nei primi anni di vita

I ricercatori dispongono ora di una risorsa unica per identificare nuovi biomarcatori delle esposizioni ambientali nei primi anni di vita e comprenderne gli effetti sulla salute. Ciò grazie a uno studio condotto dal Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal), istituzione sostenuta dalla Fondazione “la Caixa”, che ha documentato sistematicamente tutti i collegamenti tra un’ampia gamma di esposizioni nella prima infanzia e profili molecolari a diversi livelli, tra cui l’epigenoma (metilazione del DNA), il trascrittoma (espressione genica) e il metaboloma (metaboliti). I risultati, parte del progetto ATHLETE, finanziato dall’UE, sono stati pubblicati su Nature Communications e sono disponibili al pubblico in https://helixomics.isglobal.org.

La nostra salute dipende fortemente dall’ambiente in cui viviamo. Infatti, il 70-90% del rischio di sviluppare una malattia è determinato dal nostro esposoma: una varietà di fattori ambientali (cioè non genetici) a cui siamo esposti per tutta la vita. Eppure abbiamo ancora una conoscenza limitata di cosa siano questi rischi ambientali, di come interagiscono e di quali processi biologici innescano.

La prima infanzia è un periodo particolarmente importante perché le esposizioni durante questi periodi vulnerabili dallo sviluppo possono avere effetti pronunciati a livello molecolare che potrebbero non essere clinicamente rilevabili fino all’età adulta”.

Martine Vrijheid, responsabile del programma Infanzia e ambiente presso ISGlobal

In questo studio, il gruppo di ricerca guidato da Vrijheid mirava a confrontare molteplici esposizioni chimiche, esterne, sociali e legate allo stile di vita (92 in gravidanza e 116 quando i bambini avevano 6-11 anni) con i profili molecolari negli stessi bambini (metilazione del DNA e trascrizione genetica nel sangue, proteine ​​plasmatiche e metaboliti nel siero e nelle urine). L’analisi ha incluso 1.301 coppie madre-bambino del progetto Human Early Life Exposome (HELIX), uno studio di coorte a lungo termine in sei paesi europei (Spagna, Regno Unito, Francia, Lituania, Norvegia e Grecia).

«Il calcolo ad alte prestazioni che utilizza computer massivamente paralleli ci ha permesso di superare una delle maggiori sfide nell’analisi di grandi dati “omici”», afferma Juan R. Gonzalez, coautore senior. L'analisi ha identificato 1.170 associazioni significative (249 in gravidanza e 921 nell'infanzia), fornendo informazioni sulle potenziali risposte biologiche e sulle fonti di esposizione. Le esposizioni durante la gravidanza, come il fumo materno, il metallo pesante cadmio o l'oligoelemento molibdeno, erano per lo più associate a cambiamenti nella metilazione del DNA. Al contrario, le esposizioni infantili erano associate a impronte a tutti i livelli molecolari, in particolare ai metaboliti sierici. Ad esempio, i risultati hanno mostrato che i bambini sono esposti a inquinanti chimici attraverso la loro dieta.

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“Abbiamo identificato nuove associazioni multi-omiche con l’esposizione dei bambini a oligoelementi essenziali, condizioni meteorologiche, qualità dell’aria interna, ftalati e parabeni”, afferma Léa Maitre, autrice principale. «Visualizzando queste associazioni come reti, possiamo capire meglio se un dato profilo molecolare è associato a esposizioni multiple o viceversa, identificando così potenziali percorsi biologici», aggiunge.

In effetti, i risultati forniscono meccanismi plausibili della malattia per sei gruppi di esposizione: rame, fumo di tabacco, qualità dell’aria interna durante l’infanzia, inquinanti organici persistenti, ftalati e parabeni e condizioni meteorologiche. Ad esempio, l'esposizione dei bambini al rame è stata collegata a quasi 90 tratti molecolari, tra cui un aumento dei livelli di proteina C-reattiva (un marcatore infiammatorio). La temperatura, l’umidità e altre condizioni meteorologiche nel mese precedente al campionamento erano associate ai metaboliti sierici coinvolti nel sonno e nella depressione, alle proteine ​​coinvolte nella termoregolazione e ai geni della risposta immunitaria.

«Con le ricche informazioni molecolari e sugli esosomi disponibili nel nostro catalogo, forniamo alla comunità scientifica una risorsa preziosa per trovare biomarcatori di esposizione, identificare le fonti di esposizione, migliorare la comprensione dei meccanismi della malattia e, in definitiva, far avanzare la politica di sanità pubblica», conclude Vrijheid.

Fonte:

Istituto di Barcellona per la Salute Globale (ISGlobal)

Riferimento:

Maitre, L., et al. (2022) Firme multi-omiche dell'esposoma dei primi anni di vita umana. Comunicazione della natura. doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

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