Un nuevo estudio proporciona un recurso único para entender cómo las exposiciones ambientales en los primeros años de vida afectan a nuestra salud

La comunidad científica dispone ahora de un recurso único para identificar nuevos biomarcadores de exposiciones ambientales en los primeros años de vida y comprender sus efectos sobre la salud. Esto es gracias a un estudio liderado por el Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal), centro impulsado por la Fundación "la Caixa", que ha documentado sistemáticamente todas las asociaciones entre una amplia gama de exposiciones en la vida temprana y los perfiles moleculares a diferentes niveles, incluyendo el epigenoma (metilación del ADN), el transcriptoma (expresión génica) y el metaboloma (metabolitos). Los resultados, que forman parte del proyecto europeo ATHLETE, se han publicado en Nature Communications y están disponibles públicamente en https://helixomics.isglobal.org.

Nuestra salud depende en gran medida del entorno en el que vivimos. De hecho, entre el 70 y 90% del riesgo de desarrollar una enfermedad viene determinado por nuestro exposoma: una multitud de factores ambientales (es decir, no genéticos) a los que estamos expuestos a lo largo de nuestra vida. Y, sin embargo, seguimos teniendo un conocimiento limitado sobre cuáles son estos riesgos ambientales, cómo interactúan y qué procesos biológicos desencadenan.

"Los primeros años de vida representan un periodo especialmente importante, ya que las exposiciones durante estos periodos vulnerables del desarrollo pueden tener efectos pronunciados a nivel molecular, que no son clínicamente detectables hasta la edad adulta", explica Martine Vrijheid, responsable del Programa de Infancia y Medio Ambiente de ISGlobal.

En este estudio, el equipo de investigación dirigido por Vrijheid se propuso asociar múltiples exposiciones químicas, al aire libre, sociales y de estilo de vida (92 en el embarazo y 116 cuando las y los niños tenían entre 6 y 11 años), con perfiles moleculares en los mismos niños (metilación del ADN y transcripción de genes en sangre, proteínas en plasma y metabolitos en suero y orina). El análisis incluyó 1.301 parejas de madres e hijos del proyecto Human Early Life Exposome (HELIX), un estudio de largo recorrido con cohortes en seis países europeos (España, Reino Unido, Francia, Lituania, Noruega y Grecia).

"La computación de alto rendimiento, utilizando ordenadores paralelos masivos, nos permitió superar uno de los principales retos a los que se enfrentan los análisis de muchos datos ‘ómicos’", afirma Juan R González, coautor sénior. El análisis identificó 1.170 asociaciones significativas (249 en el embarazo y 921 en la infancia) que proporcionan información sobre posibles respuestas biológicas y fuentes de exposición. Las exposiciones en el embarazo, como el tabaquismo materno, el metal pesado cadmio o el oligoelemento molibdeno, se asociaron mayoritariamente con cambios en la metilación del ADN. En cambio, las exposiciones en la infancia se asociaron con cambios a todos los niveles moleculares, sobre todo con metabolitos en el suero. Los resultados revelaron, por ejemplo, que los niños están expuestos a contaminantes químicos a través de su dieta.

 "Identificamos nuevas asociaciones entre perfiles moleculares y la exposición infantil a oligoelementos esenciales, condiciones climáticas, calidad del aire interior y ftalatos y parabenos", dice Léa Maitre, primera autora. "Al visualizar estas asociaciones en forma de redes, podemos entender mejor si un determinado perfil molecular está conectado a varias exposiciones o viceversa, y así identificar posibles vías biológicas", añade.

De hecho, los resultados proporcionan mecanismos plausibles de enfermedad para seis grupos de exposiciones: el cobre, el humo del tabaco, la calidad del aire interior durante la infancia, los contaminantes orgánicos persistentes, los ftalatos y parabenos, y las condiciones meteorológicas. Por ejemplo, la exposición infantil al cobre se asoció con casi 90 características moleculares, entre ellas el aumento de los niveles de proteína C reactiva (un marcador de inflamación). La temperatura, la humedad y otras condiciones meteorológicas durante el mes anterior a la toma de muestras, se asociaron con metabolitos en sangre implicados en el sueño y la depresión, proteínas implicadas en la termorregulación y genes de respuesta inmunitaria.

"Con la gran información exposómica y molecular disponible en nuestro catálogo, ofrecemos un valioso recurso a la comunidad científica para encontrar biomarcadores de exposición, identificar fuentes de exposición, mejorar la comprensión de los mecanismos de la enfermedad y, en última instancia, promover políticas de salud pública", concluye Vrijheid.

Referencia

Maitre L, Bustamante M, Hernandez-Ferrer C … , González JR, Keun HC, Vrijheid M. Multi-omics signatures of the human early life exposome. 2022. Nature Comms.  https://doi.org/10.1038/s41467-022-34422-2