Un nou estudi proporciona un recurs únic per a entendre com les exposicions ambientals en els primers anys de vida afecten la nostra salut

 La comunitat científica disposa ara d'un recurs únic per a identificar nous biomarcadors d'exposicions ambientals en els primers anys de vida i comprendre els seus efectes sobre la salut. Això és gràcies a un estudi liderat per l'Institut de Salut Global de Barcelona (ISGlobal), centre impulsat per la Fundació "la Caixa", que ha documentat sistemàticament totes les associacions entre una àmplia gamma d'exposicions en la vida primerenca i els perfils moleculars a diferents nivells, incloent-hi l'epigenoma (metilació de l'ADN), el transcriptoma (expressió gènica) i el metaboloma (metabòlits). Els resultats, que formen part del projecte europeu ATHLETE, s'han publicat a Nature Communications i estan disponibles públicament en https://helixomics.isglobal.org/ .

La nostra salut depèn en gran manera de l'entorn en el qual vivim. De fet, entre el 70 i 90% del risc de desenvolupar una malaltia ve determinat pel nostre exposoma: una multitud de factors ambientals (és a dir, no genètics) als quals estem exposats al llarg de la nostra vida. I, no obstant això, continuem tenint un coneixement limitat sobre quins són aquests riscos ambientals, com interactuen i quins processos biològics desencadenen.

"Els primers anys de vida representen un període especialment important, ja que les exposicions durant aquests períodes vulnerables del desenvolupament poden tenir efectes pronunciats a nivell molecular, que no són clínicament detectables fins a l'edat adulta", explica Martine Vrijheid, responsable del Programa d'Infància i Medi Ambient d’ISGlobal.

En aquest estudi, l'equip de recerca dirigit per Vrijheid es va proposar associar múltiples exposicions químiques, a l'aire lliure, socials i d'estil de vida (92 en l'embaràs i 116 quan les i els nens tenien entre 6 i 11 anys), amb perfils moleculars en els mateixos nens i nenes (metilació de l'ADN i transcripció de gens en sang, proteïnes en plasma i metabòlits en sèrum i orina). L'estudi va incloure 1.301 parelles de mares i fills del projecte Human Early Life Exposome (HELIX), un estudi de llarg recorregut amb cohorts en sis països europeus (Espanya, el Regne Unit, França, Lituània, Noruega i Grècia).

"La computació d'alt rendiment, utilitzant ordinadors paral·lels massius, ens va permetre superar un dels principals reptes als quals s'enfronten les anàlisis de moltes dades ‘òmiques’", afirma Juan R González, coautor sènior. L'anàlisi va identificar 1.170 associacions significatives (249 en l'embaràs i 921 en la infància) que proporcionen informació sobre possibles respostes biològiques i fonts d'exposició. Les exposicions en l'embaràs, com el tabaquisme matern, el metall pesant cadmi o l'oligoelement molibdè, es van associar majoritàriament amb canvis en la metilació de l'ADN. En canvi, les exposicions en la infància es van associar amb canvis a tots els nivells moleculars, sobretot amb metabòlits en el sèrum. Els resultats van revelar, per exemple, que els infants estan exposats a contaminants químics a través de la seva dieta.

 "Identifiquem noves associacions entre perfils moleculars i l'exposició infantil a oligoelements essencials, condicions climàtiques, qualitat de l'aire interior i ftalats i parabens", diu Léa Maitre, primera autora. "En visualitzar aquestes associacions en forma de xarxes, podem entendre millor si un determinat perfil molecular està connectat a diverses exposicions o viceversa, i així identificar possibles vies biològiques", afegeix.

De fet, els resultats proporcionen mecanismes plausibles de malaltia per a sis grups d'exposicions: el coure, el fum del tabac, la qualitat de l'aire interior durant la infància, els contaminants orgànics persistents, els ftalats i parabens, i les condicions meteorològiques. Per exemple, l'exposició infantil al coure es va associar amb gairebé 90 característiques moleculars, entre elles l'augment dels nivells de proteïna C reactiva (un marcador d'inflamació). La temperatura, la humitat i altres condicions meteorològiques durant el mes anterior a la presa de mostres, es van associar amb metabòlits en sang implicats en el somni i la depressió, proteïnes implicades en la termoregulació i gens de resposta immunitària.

"Amb la gran informació exposòmica i molecular disponible al nostre catàleg, oferim un valuós recurs a la comunitat científica per a trobar biomarcadors d'exposició, identificar fonts d'exposició, millorar la comprensió dels mecanismes de la malaltia i, en última instància, promoure polítiques de salut pública", conclou 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