Biologické znaky vyplývající z pracovní expozice komplexním směsím PAU (PAH-ProMetGen)

PAH jsou všudypřítomné znečišťující látky vyvolávající několik onemocnění, z nichž nejvýznamnějším koncovým bodem je rakovina se zvýšeným výskytem rakoviny plic, kůže a močového měchýře. PAH indukují genotoxické účinky (výměna sesterských chromatid, mikrojádra, poškození DNA), ale vyžadují metabolickou aktivaci u lidí jako nepřímo působící karcinogeny. Znalost metabolických drah zapojených po expozici PAH je tedy kritická pro pochopení a prevenci rizik rakoviny. Kromě toho se předpokládá, že expozice PAH vyvolává další nepříznivé zdravotní účinky (diabetes, záněty, neplodnost, kardiovaskulární onemocnění). Bohužel, časné biomarkery související s onemocněním jsou stále z velké části neznámé a naše chápání příslušných mechanismů je stále omezené. Vzácné existující biologické limitní hodnoty se buď vztahují k nekarcinogenním PAH (pyren) nebo k detoxifikačním cestám (3-OHBaP pro BaP), ačkoli jsou nyní k dispozici nové biomarkery odrážející genotoxickou cestu BaP (TetraolBaP). Je tedy potřeba identifikovat relevantnější biomarkery expozice/účinku a lépe porozumět biologickým důsledkům vyplývajícím z expozice PAH, jakož i souvisejících metabolických drah, které se účastní.

Cíle projektu jsou:

• Abychom lépe porozuměli a charakterizovali molekulární, metabolické a genotoxické dopady vyplývající z expozice PAH a propojili tyto dopady s biologickými hladinami různých metabolitů PAH,
• Studovat vliv metabolismu BaP (genotoxická versus detoxikační dráha) na rozdílnou expresi metabolitů/proteinů a na koncové body genotoxicity s cílem získat relevantní data pro odvození nových biologických limitních hodnot,
• Objasnit souvislosti mezi deregulacemi omiky v důsledku expozice PAH a aktivovanými metabolickými cestami, aby bylo možné definovat biomarkery kandidátského účinku pro biomonitoring člověka.

Originalita projektu je následující. Za prvé, toto je lidská studie prováděná v reálném pracovním prostředí u pracovníků vystavených reprezentativním směsím PAH. Jedná se o multidisciplinární přístup současně kombinující aktuální biomonitoring, omiku a cytogenetické analýzy, který umožní nahlédnout do komplexního pohledu na metabolické reakce a expresi proteinů po pracovní expozici směsím PAH a umožní identifikaci zahrnutých biologických procesů. Současně budou analyzovány karcinogenní metabolity BaP (Tetraol-BaP a 3-OHBaP) za účelem srovnání dvou hlavních metabolických drah BaP.

Hlavní kroky projektů budou:

• Nábor 100 pracovníků různě exponovaných směsím PAH odebraných ve dvou časových obdobích (po týdnech expozice a po 3 týdnech bez expozice na pracovišti),
• Zaznamenávání příslušných údajů (pracovní charakteristiky, zaměstnání/úkoly, pracovní zkušenosti, počet let expozice, kuřácké návyky, nutriční příjem, komorbidita),
• Toxikologické analýzy (LC-Fluorescence a GC-MS-MS) močových metabolitů několika plynných a částicových PAH (Naftalen, Fluoren, Fenantren, Pyren, BaP, BeP, Chrysen, Benzo(b)Fluoranthen, Benzo(k)Fluoranthen, Benzo a)Antracen),
• Proteomické analýzy na krevních vzorcích prostřednictvím obohacovacího přístupu pro kvantitativní proteomickou analýzu bez označení zdola nahoru na bázi LC-HR-MS. Budou identifikovány deregulované proteiny (DEP) a související proteinová signatura. Analýza genové ontologie (GO) bude definovat skupiny zahrnutých biologických procesů,
• Necílené metabolické analýzy na krevních vzorcích v UHPLC-HR-MS, s nekontrolovanými statistickými analýzami (analýza hlavních komponent, logistické regrese), identifikace relevantních metabolitů jejich porovnáním s databází lidského metabolismu a pokročilé molekulární sítě / vyhledávání spektrálních knihoven LC- MSMS data,
• Mikrojádra (MN) v bukálních buňkách prostřednictvím sklizně bukálních buněk pomocí cytobrush, přenos do laboratoře v pufru, fixace a barvení, automatické počítání pod fluorescenčním světlem.