Per pastaruosius 20 metų didžiulė pažanga biotechnologijų srityje paskatino sukurti mokslinių tyrimų metodą, vadinamą multi-omika, kuris vienu metu nagrinėja kelis biologinės informacijos sluoksnius, pvz., genų ekspresiją, baltymus ir metabolitus. pilną vaizdą apie tai, kaip veikia kūnas.
Dėl šios pažangos atsirado nauja tikslios aplinkos sveikatos sritis, kuria siekiama integruoti aplinkos ir biologinius veiksnius, siekiant nustatyti, suprasti ir spręsti aplinkos poveikį žmonių sveikatai.
Dabar, viename iš pirmųjų tokio pobūdžio tyrimų, tyrėjų grupė iš Keck medicinos mokyklos USC sukūrė naują tikslią sveikatos sistemą, kuri pasitelkia daugiafunkcinius metodus, kad suprastų su aplinka susijusias ligas. Išvados buvo paskelbtos žurnale Environment International.
„Siekdami parodyti, kaip mūsų siūlomi metodai gali būti naudojami tiksliems sveikatos tyrimams, atlikome tyrimą, kuriame išnagrinėjome, kaip gyvsidabrio poveikis gimdoje gali turėti įtakos kepenų pažeidimo rizikai vaikystėje“, – aiškina daktaras Jesse Goodrichas, medicinos mokslų daktaras. gyventojų ir visuomenės sveikatos mokslai.
„Ankstesni tyrimai parodė, kad prenatalinis gyvsidabrio poveikis padidina kepenų pažeidimo riziką, tačiau biologiniai mechanizmai ir keliai nebuvo gerai suprasti.”
Gyvsidabrio, neurotoksino, poveikis gali padidinti oksidacinį stresą ir pakeisti genų reguliavimą, o tai savo ruožtu gali padidinti įvairių ligų riziką. Viena iš tokių ligų yra su metaboline disfunkcija susijusi suriebėjusių kepenų liga (MAFLD).
Goodrichas ir jo kolegos sukūrė tris duomenų analizės metodus, kurie integravo daugiafunkcinius metodus, kad atskleistų įžvalgas apie prenatalinį gyvsidabrio sukeltą vaikystėje sukeltą riebiųjų kepenų ligą, įprastą vaikų kepenų būklę, galinčią sukelti rimtų sveikatos problemų.
Sistema veikia
Pirmasis tokio tipo duomenų analizės metodas nustato su aplinka susijusių ligų daugiafunkcinius biomarkerius praėjus metams po aplinkos poveikio. „Šis metodas nustato kraujo parašus, šiuo atveju MAFLD, kurie signalizuoja, ar jums gresia tam tikros ligos, remiantis ankstesniu aplinkos poveikiu“, – aiškina Goodrichas.
Antruoju metodu siekiama nustatyti pakitusius biologinius kelius, kurie informuoja apie su aplinka susijusias ligas. „Čia mes nustatome biologinius mechanizmus, kaip aplinkos veiksniai iš tikrųjų sukelia ligas”, – sako jis.
Trečiasis metodas nustato asmenų grupes, kurioms būdinga didžiausia ligos rizika, remiantis skirtingais jų poveikio modeliais. „Šis metodas yra glaudžiai susijęs su tiksliąja medicina, kuri naudoja genetiką, kad prognozuotų ligos baigtį, tačiau tikslioje aplinkos sveikatai mes deriname biologinius ir aplinkos veiksnius”, – dalijasi jis.
Goodricho tyrimas parodė, kad gyvsidabrio poveikis prieš gimdymą buvo susijęs su epigenetiniais pokyčiais, turinčiais įtakos genų veikimui, ir šie pokyčiai buvo susiję su didesne kepenų pažeidimo rizika vaikystėje.
„Mes nustatėme, kad didesnis gyvsidabrio kiekis prieš gimdymą buvo susijęs su padidėjusia vaikų kepenų pažeidimo rizika. Naudodami pirmąjį metodą mokslininkai dabar gali numatyti, ar kas nors buvo veikiamas gyvsidabrio ir ar yra kepenų pažeidimo rizika”, – dalijasi jis.
„Toliau pastebėjome, kad sujungus visus skirtingus parašus, vaikai, kuriems gimdoje buvo didesnis gyvsidabrio poveikis, pakito uždegimo signalas, o tai lėmė didesnį uždegimą ir oksidacinį stresą, o tai rodo didesnę kepenų pažeidimo riziką. sako.
„Trečia, mes panaudojome informaciją apie gyvsidabrio kiekį kraujyje, kad pagal jų molekulinius žymenis, poveikio lygius ir MAFLD riziką prognozuotų, kam gresia sunkios sveikatos pasekmės, tokios kaip kepenų pažeidimas vėliau.
Tikslus aplinkos sveikatos tobulinimas
Tyrėjų komandos tikslas buvo sukurti šaltinį, skirtą svarbiausiems tikslios aplinkos sveikatos aspektams. Šis leidinys buvo pirmasis bandymas sukurti konceptualią sistemą, skirtą derinti daugiafunkcinių duomenų integravimą su metodais, padedančiais suprasti, kaip aplinkos poveikis veikia tarpinius biologinius veiksnius ir sukelia neigiamų padarinių sveikatai.
„Šis tyrimas atliktas tuo metu, kai Nacionalinis aplinkos sveikatos mokslų institutas (NIEHS) reklamuoja šias pažangias technologijas, susijusias su daugiafunkciniais duomenimis, kad geriau suprastų, kaip aplinkos veiksniai veikia ligas”, – sako jis.
Goodrichas teigia, kad šių metodų kūrimas praplečia tikslios aplinkos sveikatos srities akiratį, leidžia tyrėjams kartu nagrinėti tiek aplinką, tiek biologinius procesus. Šie metodai padės būsimiems mokslininkams geriau suprasti, kodėl vieni žmonės suserga ligomis, o kiti – ne. Šios žinios padės kurti priemones ir intervencijas, kurios galėtų užkirsti kelią ligoms prieš joms išsivystant.
Šį leidinį NIEHS išrinko neakivaizdiniu „Spalio mėnesio popieriumi“.
„Šis pripažinimas liudija, kad Nacionaliniai sveikatos institutai investuoja į tokio tipo tyrimus ir padeda juos skatinti. Tai pabrėžia šių metodų svarbą nustatant biologiškai reikšmingas įžvalgas, kurios yra labai svarbios siekiant tobulinti tikslią aplinkos sveikatą”, – dalijasi jis.