Edinstven vir za prepoznavanje novih biomarkerjev izpostavljenosti okolju v zgodnjem življenju

Edinstven vir za prepoznavanje novih biomarkerjev izpostavljenosti okolju v zgodnjem življenju

Raziskovalci imajo zdaj edinstven vir za prepoznavanje novih biomarkerjev izpostavljenosti okolju v zgodnjem življenju in razumevanje njihovih učinkov na zdravje. To je posledica študije, ki jo je vodil Barcelonski inštitut za globalno zdravje (ISGlobal), ustanova, ki jo podpira fundacija "la Caixa", ki je sistematično dokumentirala vse povezave med široko paleto izpostavljenosti v zgodnjem življenju in molekularnimi profili na različnih ravneh, vključno z epigenomom (metilacija DNK), transkriptomom (izražanje genov) in metabolomom (metaboliti). Rezultati, del projekta ATHLETE, ki ga financira EU, so bili objavljeni v Nature Communications in so javno dostopni v https://helixomics.isglobal.org.

Naše zdravje je močno odvisno od okolja, v katerem živimo. Pravzaprav 70–90 % tveganja za razvoj bolezni določa naša izpostavljenost: vrsta okoljskih (tj. negenetskih) dejavnikov, ki smo jim izpostavljeni vse življenje. Pa vendar imamo še vedno omejeno znanje o tem, kaj so te nevarnosti za okolje, kako medsebojno delujejo in katere biološke procese sprožijo.

Zgodnje življenje je še posebej pomembno obdobje, saj imajo lahko izpostavljenosti v teh razvojno ranljivih obdobjih izrazite učinke na molekularni ravni, ki jih morda ni mogoče klinično zaznati do odrasle dobe.«

Martine Vrijheid, vodja programa za otroštvo in okolje pri ISGlobal

V tej študiji je raziskovalna skupina, ki jo je vodil Vrijheid, želela primerjati večkratno izpostavljenost kemikalijam, zunanjim, družbenim in življenjskim slogom (92 med nosečnostjo in 116, ko so bili otroci stari od 6 do 11 let) z molekularnimi profili pri istih otrocih (metilacija DNA in transkripcija genov v krvi, plazemske beljakovine in metaboliti v serumu in urinu). Analiza je vključevala 1301 parov mati-otrok iz projekta Human Early Life Exposome (HELIX), dolgotrajne kohortne študije v šestih evropskih državah (Španija, Združeno kraljestvo, Francija, Litva, Norveška in Grčija).

»Visoko zmogljivo računalništvo z uporabo masivnih vzporednih računalnikov nam je omogočilo, da smo premagali enega največjih izzivov pri analizi velikih 'omičnih' podatkov,« pravi Juan R. Gonzalez, višji soavtor. Analiza je identificirala 1.170 pomembnih povezav (249 v nosečnosti in 921 v otroštvu), kar je omogočilo vpogled v možne biološke odzive in vire izpostavljenosti. Izpostavljenost med nosečnostjo, kot je kajenje matere, težka kovina kadmij ali element v sledovih molibden, je bila večinoma povezana s spremembami v metilaciji DNK. Nasprotno pa je bila izpostavljenost v otroštvu povezana s podpisi na vseh molekularnih ravneh, zlasti serumskih metabolitov. Rezultati so na primer pokazali, da so otroci s svojo prehrano izpostavljeni kemičnim onesnaževalcem.

E-knjiga o genetiki in genomiki

Zbirka najboljših intervjujev, člankov in novic zadnjega leta. Prenesite brezplačno kopijo

»Identificirali smo nove multiomične povezave z izpostavljenostjo otrok bistvenim elementom v sledovih, vremenskim razmeram, kakovosti zraka v zaprtih prostorih ter ftalatom in parabenom,« pravi Léa Maitre, glavna avtorica. "Z vizualizacijo teh povezav kot mrež lahko bolje razumemo, ali je dani molekularni profil povezan z večkratno izpostavljenostjo ali obratno, s čimer identificiramo potencialne biološke poti," dodaja.

Dejansko rezultati zagotavljajo verjetne mehanizme bolezni za šest skupin izpostavljenosti: baker, tobačni dim, kakovost zraka v zaprtih prostorih v otroštvu, obstojna organska onesnaževala, ftalati in parabeni ter vremenske razmere. Na primer, izpostavljenost otrok bakru je bila povezana s skoraj 90 molekularnimi lastnostmi, vključno z zvišanimi ravnmi C-reaktivnega proteina (vnetnega markerja). Temperatura, vlaga in drugi vremenski pogoji v mesecu pred vzorčenjem so bili povezani s serumskimi metaboliti, ki sodelujejo pri spanju in depresiji, beljakovinami, ki sodelujejo pri termoregulaciji, in geni za imunski odziv.

»Z bogatimi informacijami o izpostavljenosti in molekularnih informacijah, ki so na voljo v našem katalogu, zagotavljamo znanstveni skupnosti dragocen vir za iskanje biomarkerjev izpostavljenosti, identifikacijo virov izpostavljenosti, izboljšanje razumevanja mehanizmov bolezni in navsezadnje napredek politike javnega zdravja,« zaključuje Vrijheid.

Vir:

Barcelonski inštitut za globalno zdravje (ISGlobal)

Referenca:

Maitre, L., et al. (2022) Multiomični podpisi razkritja zgodnjega človeškega življenja. Komunikacija v naravi. doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2.

.