Hypiend - Vícekomponentní behaviorální intervence u předpubertálních dětí (Hypiend-PPC) (Hypiend-PPC)

1. PŘEDPOKLADY A OPRÁVNĚNOST

   1.1. ROZSAH A HODNOCENÍ SOUČASNÝCH POZNATKŮ PŘÍMO SOUVISEJÍCÍCH S VĚDECKÝMI OTÁZKAMI, NA KTERÉ MÁ KLINICKÁ STUDIE ODPOVĚDĚT Několik epidemiologických studií identifikovalo znepokojivé souvislosti mezi vysokou expozicí EDC a nepříznivými zdravotními účinky u dětí a dospívajících. Jako ilustrativní příklad, v rámci projektu Human Biomonitoring for Europe (HBM4EU) analyzovali Lange et al. (2022) hodnocení rizika kombinované expozice anti-androgenním ftalátům (Di(2-ethylhexyl)ftalát (DEHP), Di-isobutylftalát (DiBP), Di-n-butylftalát (DnBP), Butylbenzylftalát (BBzP) a Di-isononylftalát (DiNP)) u dětí (6-11 let) a dospívajících (12-18 let) z různých evropských zemí. Autoři uvádějí, že DnBP a DiBP byly identifikovány jako hlavní hybatelé zvýšeného indexu nebezpečnosti (HI) směsi ftalátů ve velké kohortě evropských dětí a dospívajících. Zajímavé však je, že u 63 % těchto subjektů s HI > 1 by toto riziko nebylo zjištěno, pokud by bylo riziko pro každou chemikálii analyzováno individuálně, což ilustruje důležitost provádění analýz hodnocení rizika směsí. Kromě toho autoři zjistili rozdíly v expozičním HI mezi evropskými regiony, přičemž děti a dospívající ve východních regionech byly více exponováni než v jižních a západních, což zdůrazňuje důležitost zahrnutí zemí s různou mírou expozice, aby bylo možné získat holističtější závěry a implementovat přizpůsobená opatření, politiky a doporučení. Různé epidemiologické studie naznačují, že nárůst expozice EDC s hormonální aktivitou v posledních desetiletích, zejména látkám s přímou estrogenní aktivitou, by mohl patřit mezi příčiny připisované pozorovanému nástupu dřívější puberty u dívek a chlapců v rozvinutých zemích. V tomto ohledu velmi nedávná průřezová studie 1539 španělských dětí zjistila, že vyšší koncentrace některých neperzistentních pesticidů byly spojeny s větší pravděpodobností rozvoje dřívější puberty u chlapců i dívek a že tato asociace závisela na indexu tělesné hmotnosti (BMI) dítěte.

   Podle vědomí vyšetřovatelů existují velmi skromná a neprůkazná data o EDC zaměřená na snížení expozice těmto látkám u předpubertálních dětí, přičemž většina zahrnuje méně než 100 dětí, analyzuje maximálně dvě různé rodiny EDC a postrádá kontrolní skupinu.

   HYPIEND si klade za cíl vyhodnotit, zda multicentrická, vícesložková kontrolovaná intervence (zavedení jídelny bez plastů na základní škole + školní vzdělávací program pro děti + workshopy pro rodiče + mobilní aplikace pro rodiče navržená k omezení expozice EDC) provedená na základních školách u předpubertálních dětí je schopna snížit močové koncentrace různých EDC a zda to může zabránit dřívějšímu nástupu pubertální fáze spojené s vysokou expozicí EDC. Kromě toho budou také hodnoceny různé antropometrické míry. Účinky budou porovnány s kontrolní intervenční skupinou, která obdrží pouze placebové workshopy s informacemi o nebezpečí obrazovek, výhodách fyzické aktivity a důležitosti dobrých spánkových návyků. Intervence bude implementována po dobu dvou a půl po sobě jdoucích školních let (od listopadu 2025 (začátek intervence) do prosince 2027) a bude zohledňovat vhodné techniky a modely změny chování k dosažení vysoké adherence k intervenci.

   Školy budou rekrutovány z různých environmentálních zón (venkovských a městských), aby se zohlednily různé expozice environmentálním kontaminantům. Vyšetřovatelé vyhodnotí koncentraci biomarkerů expozice různým rodinám EDC v moči dětí ve třech různých časových bodech (na začátku a na konci prvního a třetího školního roku). Bude provedeno hodnocení rizika expozice EDC, včetně všech dat získaných v moči v různých časových bodech. Kromě toho budou provedeny multivariační analýzy k prozkoumání možnosti stanovení expozice EDC pomocí prediktivních proměnných, jako jsou stravovací návyky, behaviorální návyky související s expozicí EDC, školní prostředí a socioekonomický status. Nakonec bude studie provedena ve dvou různých zemích (Belgie a Španělsko). Celkově tento přístup přispěje k získání přesnějšího obrazu o expozici EDC a míře snížení expozice EDC v reakci na implementovanou intervenci s přihlédnutím k různým důležitým faktorům zapojeným do zátěže související s EDC.

   1.2. VÝSLEDKY UKONČENÝCH KLINICKÝCH STUDIÍ A POČET PROBÍHAJÍCÍCH KLINICKÝCH STUDIÍ POUŽÍVAJÍCÍCH STEJNOU INTERVENCI PRO STEJNOU INDIKACI.

   Nedávno Sessa et al. (2021) prokázali, že školní intervence v jídelně (zavedení služby bez plastů) po dobu 5 dní v týdnu po dobu 6 měsíců významně snížila močové hladiny bisfenolu A mezi skupinami a také uvnitř skupiny zařazené do školní jídelny bez plastů. Jsou však zapotřebí rozsáhlejší studie MBI zahrnující školy a také rodiny, s podporou odborníků na změnu chování a vzdělávací vědy, aby se podpořily dlouhodobé účinky s cílem minimalizovat celkovou expozici různým EDC přesvědčivějším způsobem.

   1.3. ÚROVEŇ DŮKAZŮ SOUVISEJÍCÍCH S MECHANISMEM ÚČINKU INTERVENCE V PLÁNOVANÉ POPULACI KLINICKÉ STUDIE.

   EDC-Mix-Risk a ENDpoiNTs jsou dva vynikající projekty Horizon 2020, které kombinovaly experimentální výzkum na buňkách i zvířatech s epidemiologickými daty. Výzkumníci z obou projektů a další velmi dobře demonstrovali pomocí statistického modelu pro multivariační regresi s daty získanými ve studii těhotenství SELMA, že různé EDC (včetně ftalátů, alkylfenolů a perfluoroalkylových látek) analyzované v moči nebo séru žen v 10. týdnu těhotenství byly spojeny se zpožděním řeči u dětí ve věku 2,5 roku. Následně byly identifikované EDC smíchány a testovány v lidských mozkových organoidech, stejně jako v Xenopus leavis a Danio rerio, aby bylo objasněno molekulární a funkční dopad expozice. Nakonec autoři integrovali experimentální a epidemiologická data a provedli přístup hodnocení rizika, přičemž zjistili zvýšenou pravděpodobnost zpoždění řeči až u 54 % potomků, kteří měli prenatální expozice nad experimentálně odvozenými úrovněmi znepokojení. Navzdory těmto vysoce relevantním zjištěním omezený počet lidských studií osvětlil mechanismy podílející se na dysfunkcích zprostředkovaných EDC v ose HPA, včetně indukce epigenetických změn v klíčových genech zapojených do neuroendokrinní regulace a předčasné puberty, stejně jako alterací v zánětlivé odpovědi a střevní mikrobióty (dysbióza). EDC mohou zvýšit riziko neurovývojových poruch u dětí interferencí s signalizací nebo metabolismem estrogenu a hormonů štítné žlázy v raném životě. Velmi nedávno bylo ukázáno, že zvýšené močové hladiny směsi různých environmentálních chemikálií (fenoly, toxické kovy a neperzistentní pesticidy) měřené u dospívajících ve věku 15-17 let byly spojeny s vyššími cirkulujícími hladinami proteinu kiss54 a nižšími hladinami methylace na různých Cytosin-fosfát-Guanin (CpG) místech v genu kiss1. Kromě toho dospívající, kteří vykazovali vyšší sérový kiss54, měli vyšší hladiny luteinizačního hormonu (LH), a třetí tercil procent methylace CpG1, CpG2 a celkových CpG byl spojen s nižším folikuly stimulujícím hormonem (FSH) a estradiolem (E2). Tato zjištění naznačují, že kiss proteiny, což je prekurzorově odvozený neuroaktivní peptid (pro-hormon, pre-pro-kisspeptin) uvolňovaný neurony v hypotalamu, by mohl být slibným biomarkerem účinku směsí environmentálních chemikálií na profil reprodukčních hormonů. Nicméně, navzdory těmto důkazům, podle vědomí vyšetřovatelů, žádné lidské intervenční studie zaměřené na snížení expozice EDC neanalyzovaly molekulární dopad, který může doprovázet tyto změny v expozici EDC. Je zapotřebí dalšího výzkumu, aby bylo více osvětleno tyto otázky, včetně molekulárních a omických analýz u lidí, aby bylo objasněno, zda lidské intervenční studie zaměřené na snížení expozice EDC jsou schopny příznivě modulovat tyto molekulární změny.

   V tomto projektu budou provedeny různé molekulární a omické přístupy, aby bylo více osvětleno, v rámci osy HPA, epigenetické faktory nejnáchylnější k alteraci a interakce mezi střevní mikrobióty a dopadem expozice EDC na systémový zánět. Tyto analýzy budou provedeny na vzorcích získaných ve studii s přihlédnutím k výsledkům získaným v preklinických modelech exponovaných směsím EDC, které se snaží napodobit reálnou lidskou expozici, aby se zvýšila šance na získání robustních a spolehlivých výsledků pomocí cíleného přístupu. Konkrétně, u předpubertálních dětí, kromě střevní mikrobióty, vyšetřovatelé také vyhodnotí hormony související s osou HPA, methylaci různých CpG míst klíčových genů zapojených do osy HPA a cirkulující hladiny kisspeptinu pomocí sušených krevních kapek. Celkově tyto analýzy nám umožní hlouběji proniknout do mechanismů, kterými EDC vyvíjejí své škodlivé účinky, stejně jako jak intervenční studie zaměřené na snížení expozice těmto chemikáliím mohou modulovat tyto biologické dráhy a identifikované molekulární biomarkery expozice. Podle vědomí vyšetřovatelů tento přístup dosud nebyl proveden ve velkých lidských intervenčních studiích v oblasti EDC.

   1.4. PROJEKT HYPIEND Intervence představená zde je součástí evropského projektu HYPIEND. Tento projekt je koordinován Technologickým centrem Katalánska (Eurecat), financován rámcovým programem Horizon Europe (ID grantové dohody: 101137440).

   Projekt HYPIEND zkoumá účinky expozice více EDC na funkci a epigenetické programování osy HPA, aby vymezil intervenční strategie k minimalizaci expozice a důsledků na neuroendokrinní systém během perinatálního a předpubertálního stadia.

   Multidisciplinární konsorcium HYPIEND se skládá ze 14 partnerů z osmi evropských zemí. Mezi nimi: Stichting Radboud Universiteit (Nizozemsko), Institut de Investigació en Ciencies de la Salut Germans Trias i Pujol (Španělsko), Sciensano (Belgie), Kungliga Tekniska Hoegskolan (Švédsko), Katholieke Universiteit Leuven (Belgie), University of Granada (Španělsko), Centrum Medyczne Ksztalcenia Podyplomowego (Polsko), Protoqsar 2000 sl (Španělsko), Enco srl (Itálie), Fundacion para la investigacion del hospital universitario la Fe de la Comunidad Valenciana (Španělsko), Université de Liège (Belgie), Universite de Geneve (Švýcarsko), King's College London (UK).

   Více informací o tomto projektu lze nalézt na následujících odkazech: https://hypiend.eu/ Zde je přehled metodologie Hypiend. Data z veřejných databází budou kombinována k vývoji znalostní báze spojující vybranou expozici EDC se zdravotními výsledky souvisejícími s osou HPA. Metodologie kvantitativní strukturně-aktivitní vztah (QSAR) budou kombinovány s analýzou dat k identifikaci vzorců koexpozice. Směsi EDC s vysokou prevalencí v cílových populacích budou definovány, jak kvalitativně, tak kvantitativně, podle vzorců koexpozice. Kandidátské směsi EDC budou testovány v modelech založených na buňkách k definování dávkově-odpovídacích vzorců a dávkování pro následné studie. Modely zebřiček rekapitulující osy HP budou použity k výběru těch směsí EDC s největším dopadem. Dále budou vybrané směsi EDC testovány v modelech placenty a BHE k posouzení difuze směsí EDC a charakterizaci frakcí dosahujících plodu i hypotalamu. Účinky na vývoj a funkci hypotalamu a hypofýzy budou hodnoceny v organoidech a OoC odvozených z kmenových buněk, se zvláštní pozorností věnovanou účinkům na celogenomovou DNA methylaci a hormonální funkčnost. Výsledky budou použity k dalšímu výběru komplexních směsí EDC podle jejich epigenetického programování HP a disruptivního potenciálu. Následně budou laboratorní zvířata exponována směsím EDC od gestace do první generace, aby bylo posouzeno programování a kumulativní účinky expozice EDC na osu HPA. Fyziologické a behaviorální důsledky narušení HP budou monitorovány. Paralelně budou stanoveny účinky na DNA methylaci hypotalamu, hypofýzy a periferních krevních buněk, stejně jako změny v specifických cirkulujících ECV. Bude použit přístup systémové biologie založený na AI k popisu asociací mezi funkcí hypotalamu/hypofýzy, vzorci methylace hematoperiferních krevních buněk a multiomickými daty. Tyto asociace budou použity k vytvoření specifických signatur spojených s narušením HP expozicí EDC. Signatury budou prozkoumány ve vzorcích z cílové populace (tj. děti v jejich prvních 1000 dnech a předpubertální), aby bylo prozkoumáno jejich přenositelnost a aplikace jako biomarkerů. Lidské studie nebudou omezeny na průřezová stanovení, ale jsou zamýšleny jako nové intervence k podpoře snížení expozice EDC a posouzení vztahu příčiny a účinku. To umožní definici biomarkerů založených na datech získaných z různých pracovních balíčků a přístupu systémové biologie k odhalení konzervovaných mechanismů účinku.

   Práce byla navržena jako sled úkolů zaměřených na definování dopadu realistické koexpozice EDC na osu HPA dvou cílových životních stadií, tj. předpubertálního a perinatálního. Byly přijaty různé úrovně navržené organizacemi jako OECD, včetně NAMs a výpočetní toxikologie, aby byla minimalizována výzkumná práce na zvířatech. Tento design kombinuje translacionální výzkum s intervenčními studiemi.

2. HYPOTÉZA NEBO STUDIJNÍ OTÁZKA MBI na základních školách ve dvou evropských zemích (Španělsko a Belgie) po dobu 28 měsíců sníží močové hladiny EDC u předpubertálních dětí a zvýší znalosti o těchto kontaminantech.
3. CÍLE

3.1. HLAVNÍ CÍL Celkovým cílem HYPIEND je porozumět účinkům koexpozice EDC na funkci a epigenetické programování osy HPA, aby bylo vymezeny intervenční strategie k minimalizaci expozice a neuroendokrinních důsledků během perinatálního a předpubertálního stadia.

V tomto rámci je hlavním cílem klinické studie prokázat, že MBI implementovaná na základních školách ve dvou různých evropských zemích během 25 měsíců je účinná ve snížení močových hladin EDC předpubertálních dětí s využitím konstruktů HAPA ke zlepšení intervence a znalostí o těchto kontaminantech jejich rodičů, stejně jako prohloubení vědeckých znalostí.

3.2. VEDLEJŠÍ CÍLE

1. Stanovit, zda intervence navržená ke snížení expozice EDC může zabránit některým škodlivým účinkům souvisejícím s alterovanou HP u předpubertálních dětí ve věku 6 až 8 let (dřívější nástup pubertální fáze a alterace v BMI a kognitivní funkci).
2. Lépe porozumět vztahu mezi močovými hladinami EDC a hladinami hormonů souvisejících s HP, stejně jako vzorcům DNA methylace a složení střevní mikrobióty, aby bylo více osvětleno mechanismy, kterými EDC mohou vyvíjet své škodlivé účinky.
3. Prozkoumat pomocí multivariační analýzy a analýzy hodnocení rizika prediktory zvýšených močových hladin EDC.
4. Stanovit, zda intervence založená na kombinovaných modelech HAPA1 a PBS2 na základních školách je účinná ve zlepšení konstruktů HAPA, znalostí a chování rodičů, dětí a vzdělávacích týmů vůči těmto polutantům, ve srovnání s placebovou intervencí.