Vývojové dopady expozice mikroplastům v raném věku (DIMPLE)

Navrhovaná pilotní studie vytvoří novou kohortu zdravých kojících žen z městského Denveru (n = 10) a Boulderu (n = 10), Colorado. Náborem žen z těchto dvou regionů budou vyšetřovatelé schopni zajistit, aby naše pilotní studie pokrývala různorodé geografické rozmezí s různou úrovní expozice znečištění ovzduší a sociálními determinanty zdraví (SDoH). Účastníci studie budou 1 měsíc po porodu (+/- 2 týdny) a budou hlásit výhradní kojení. Vyšetřovatelé budou také biobankovat vzorky mateřské stolice pro budoucí aplikace financování, které budou navíc zkoumat střevní mikrobiom a fekální metabolom.

Výška, váha, krevní tlak a další antropometrická měření: Výška a hmotnost matky budou měřeny pomocí kalibrované lékařské váhy a komerčního stadiometru. Hmotnost kojence bude měřena ve dvou vyhotoveních na digitální váze s přesností na 10 g a délka bude měřena ve dvou vyhotoveních s přesností na 0,1 cm pomocí Infantometru a standardizovaného přístupu Světové zdravotnické organizace (WHO). Tloušťka kožní řasy u kojence bude měřena na čtyřech místech pomocí kaliperů Holtain kožní řasy. Hmotnost matky se zaznamená s přesností na 0,1 kg a výška se zaznamená s přesností na 0,1 cm. Automatizovaný krevní tlak pomocí vhodných manžet bude použit k získání tří hodnot krevního tlaku, ze kterých bude zaznamenána průměrná hodnota, podle doporučení American Heart Association.

Posouzení příjmu potravy a fyzické aktivity: Údaje o stravě budou shromažďovány pomocí dotazníku frekvence potravin National Cancer Institute (NCI) National Health and Nutritional Examination Survey (NHANES). Dotazník je navržen tak, aby zachycoval informace o příjmu potravy za předchozí měsíc, a zahrnuje otázky týkající se spotřeby ovoce, zeleniny, mléčných výrobků, celozrnných výrobků a vlákniny, cukru a červeného a zpracovaného masa. Dotazník bude administrován na webu s výzkumným asistentem poblíž, který vám pomůže s případnými dotazy. Vzhledem k tomu, že se vyšetřovatelé zajímají o expozici mikroplastům z potravin, budou další dietní údaje shromažďovány prostřednictvím administrace nutričního datového systému pro výzkum (NDSR) 24hodinového stažení stravy z oběhu, které bude řízeno po telefonu registrovaným dietologem nebo studijním personálem podle přímý dohled registrovaného dietologa. Vyšetřovatelé požádají matky, aby provedly 3 stažení stravy pro sebe a 3 pro své dítě, ideálně na 2 pracovní dny a víkend. Během klinické návštěvy v Centru klinického translačního výzkumu (CTRC) bude provedeno jedno stažení z diety pro matku i dítě. Výzkumní asistenti budou spolupracovat s účastníky, aby zjistili, které dny jsou pro ně nejvhodnější k dokončení následných stažení. Konečně, aby bylo možné posoudit množství mléka spotřebovaného kojenci během jednoho krmení, výzkumníci zváží kojence při studijní návštěvě před krmením. Poté budou matky požádány, aby své dítě kojily. Po dokončení krmení vyšetřovatelé znovu zváží kojence, aby zhruba zachytili množství zkonzumovaného mléka.

Vzorky fekálií pro matku a kojence: Způsobilým účastníkům budou poskytnuty soupravy pro odběr fekálií. Aby se zabránilo kontaminaci plasty, budou sady pro odběr fekálií pro matku obsahovat absorpční podložku zakrývající jakýkoli plast na kloboučku pro odběr stolice, rukavice, kovovou lžičku a skleněnou nádobu. Pro odběr kojenecké stolice budou matkám poskytnuty pleny, včelí zavinovačka a hadřík a veškeré sběrné pomůcky, které neobsahují plasty. Vyšetřovatelé doručí tyto odběrové pomůcky a instrukce účastníkům před jejich návštěvou, aby si mohli vzorky odebrat doma. Vyšetřovatelé je požádají, aby odebrali vzorky do 24 hodin od doby návštěvy, aby se zachovalo mikrobiální složení vzorků stolice. V pokynech bude uvedeno, že vzorky by měly být až do jejich návštěvy uchovávány v chladničce. Vyšetřovatelé poskytnou účastníkům chladič pro přepravu vzorků do CTRC. Pokud účastníci z jakéhokoli důvodu nemohli získat tyto vzorky doma, bude jim umožněno je odebrat během návštěvy, Pokud budou vzorky odebrány na klinické návštěvě, vzorky mateřské a kojenecké stolice budou převedeny do 3-4 skleněných lahviček a uloženy v chladničce -4 °C po dobu 24 hodin před uložením při -80 °C pro sekvenování MNP a střevního mikrobiomu. Fekální odběrové zkumavky využívají fekální konzervační prostředek, který zabraňuje změnám aerobních a anaerobních bakterií, které mohou nastat během přepravy. Fekální sekvenování bude provedeno na Emory University (Dr. Doug Walker). Do laboratoře Dr. Walkera budou odeslány pouze neidentifikované vzorky. DNA bude sekvenována na platformě Illumina HiSeq 4000. Profily mikrobiálního složení budou predikovány pomocí MetaPhlan. Vzorky budou funkčně mapovány pomocí HUMAnN2 k získání úrovně četnosti genových rodin z UniProt Reference Clusters, které budou dále mapovány do databáze metabolických drah MetaCyc. Geny budou seskupeny do shluků ortologních skupin z dat EggNOG. Abundance genových rodin budou seskupeny do širších funkčních kategorií na základě anotace pro genovou ontologii UniProt. Pro metabolomickou analýzu budou vzorky stolice analyzovány pomocí ultraúčinné kapalinové chromatografie (UPLC) a tandemové hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením (MS/MS) od společnosti Metabolon. Sloučeniny exogenního, lidského a mikrobiálního původu budou identifikovány porovnáním se záznamy v knihovně purifikovaných standardů nebo opakujících se neznámých entit. Metabolon udržuje referenční knihovnu více než 4 500 známých metabolitů a více než 9 000 nových metabolitů. Biochemické identifikace budou založeny na třech kritériích: retenční index, přesná hmotnostní shoda s knihovnou +/- 10 ppm a MS/MS dopředné a zpětné skóre mezi experimentálními daty a autentickými standardy.

Odsávání mateřského mléka: Vzhledem k potenciální expozici při krmení mateřským mlékem z plastových lahví budou všechny matky požádány, aby své děti krmily pouze z prsu po dobu 7 dnů před odběrem dětské stolice. Podobně jako u zásob na odběr stolice poskytnou vyšetřovatelé matkám před studijní návštěvou silikonovou odsávačku mateřského mléka Haakaa, silikonový zásobník s uzávěrem a pokyny. Matky budou požádány, aby poskytly plné vyjádření jediného prsu. Pokud je matkám nepříjemné poskytnout plné vyjádření, koordinátoři studie budou spolupracovat s matkami, aby určili množství vhodné k odběru. Vyšetřovatelé nasbírají minimálně zhruba 4 g mateřského mléka. Pokud si matky nemohou před návštěvou odebrat vzorek mateřského mléka, bude jim poskytnuta tichá, soukromá studovna CTRC, kde si budou odsávat mateřské mléko pomocí silikonové odsávačky Haakaa do silikonové skladovací nádoby. Po odběru člen našeho studijního týmu rozdělí odměrky do skleněných sterilních zkumavek pro skladování. Po odběru budou všechny vzorky před zpracováním a analýzou skladovány při -80 °C.

Odběr krve: Odeberou se vzorky krve (50 ml) pro analýzu mikroplastů. Krev bude odebírána pomocí jehly z nerezové oceli 21G, která je napojena na skleněnou nádobu pod vakuem, takže krev odebraná přímo od účastníka je uložena ve skleněném vacutaineru. Skleněné vakutainery budou mít gumové těsnění pro skladování.