Unik ressurs for å identifisere nye biomarkører for tidlig miljøeksponering

Unik ressurs for å identifisere nye biomarkører for tidlig miljøeksponering

Forskere har nå en unik ressurs for å identifisere nye biomarkører for tidlig miljøeksponering og forstå deres helseeffekter. Dette er takket være en studie ledet av Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal), en institusjon støttet av "la Caixa" Foundation, som systematisk dokumenterte alle koblingene mellom et bredt spekter av eksponeringer i tidlig liv og molekylære profiler på forskjellige nivåer, inkludert epigenomet (DNA-metylering), transkriptomet (genuttrykk) og Metabolom (metabolitter). Resultatene, en del av det EU-finansierte ATHLETE-prosjektet, ble publisert i Nature Communications og er offentlig tilgjengelig i https://helixomics.isglobal.org.

Helsen vår avhenger sterkt av miljøet vi lever i. Faktisk bestemmes 70–90 % av risikoen for å utvikle en sykdom av vårt eksposom: en rekke miljøfaktorer (dvs. ikke-genetiske) som vi er utsatt for gjennom hele livet. Og likevel har vi fortsatt begrenset kunnskap om hva disse miljøfarene er, hvordan de samhandler og hvilke biologiske prosesser de utløser.

Tidlig liv er en spesielt viktig periode fordi eksponeringer i disse utviklingsmessig sårbare periodene kan ha uttalte effekter på molekylært nivå som kanskje ikke kan påvises klinisk før i voksen alder."

Martine Vrijheid, leder for Childhood and Environment-programmet ved ISGlobal

I denne studien hadde forskergruppen ledet av Vrijheid som mål å sammenligne flere kjemiske, utendørs, sosiale og livsstilseksponeringer (92 i svangerskapet og 116 når barna var 6-11 år) med molekylære profiler hos de samme barna (DNA-metylering og gentranskripsjon i blod, plasmaproteiner og metabolitter i serum og urin). Analysen inkluderte 1 301 mor-barn-par fra Human Early Life Exposome (HELIX)-prosjektet, en langsiktig kohortstudie i seks europeiske land (Spania, Storbritannia, Frankrike, Litauen, Norge og Hellas).

"Høyytelsesdatabehandling ved bruk av massivt parallelle datamaskiner tillot oss å overvinne en av de største utfordringene med å analysere store 'omiske' data," sier Juan R. Gonzalez, senior medforfatter. Analysen identifiserte 1170 signifikante assosiasjoner (249 i svangerskapet og 921 i barndommen), og ga innsikt i potensielle biologiske responser og eksponeringskilder. Eksponeringer under graviditet, som for eksempel mors røyking, tungmetallet kadmium eller sporstoffet molybden, var for det meste assosiert med endringer i DNA-metylering. I kontrast var barndomseksponeringer assosiert med signaturer på alle molekylære nivåer, spesielt serummetabolitter. Resultatene viste for eksempel at barn utsettes for kjemiske miljøgifter gjennom kosten.

Genetikk og genomikk e-bok

Sammenstilling av de beste intervjuene, artikler og nyheter fra det siste året. Last ned en gratis kopi

"Vi identifiserte nye multi-omics assosiasjoner med barns eksponering for essensielle sporstoffer, værforhold, innendørs luftkvalitet og ftalater og parabener," sier Léa Maitre, hovedforfatter. "Ved å visualisere disse assosiasjonene som nettverk, kan vi bedre forstå om en gitt molekylær profil er assosiert med flere eksponeringer eller omvendt, og dermed identifisere potensielle biologiske veier," legger hun til.

Faktisk gir resultatene plausible sykdomsmekanismer for seks eksponeringsgrupper: kobber, tobakksrøyk, innendørs luftkvalitet i barndommen, vedvarende organiske miljøgifter, ftalater og parabener og værforhold. For eksempel har barns eksponering for kobber vært knyttet til nesten 90 molekylære egenskaper, inkludert økte nivåer av C-reaktivt protein (en inflammatorisk markør). Temperatur, fuktighet og andre værforhold i måneden før prøvetaking var assosiert med serummetabolitter involvert i søvn og depresjon, proteiner involvert i termoregulering og immunresponsgener.

"Med den rike eksponeringen og molekylær informasjon som er tilgjengelig i katalogen vår, gir vi det vitenskapelige samfunnet en verdifull ressurs for å finne eksponeringsbiomarkører, identifisere eksponeringskilder, forbedre forståelsen av sykdomsmekanismer og til slutt fremme folkehelsepolitikken," konkluderer Vrijheid.

Kilde:

Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal)

Referanse:

Maitre, L., et al. (2022) Multi-omics signaturer av det tidlige menneskelivseksposomet. Naturkommunikasjon. doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

.