Plíce v plamenech: Kouř z lesních požárů, incidentní onemocnění, citlivé populace a hodnoty komunity v Kanadě (LoF)

CÍL: Použít reakce na řízenou lidskou expozici dřevěnému kouři jako model kouře z lesních požárů (WFS) k kvantifikaci rizika a zvýšení biologické plausibility předpokladu, že částice spojené s WFS o průměru 2,5 mikrometru nebo méně (PM2,5) přispívají k rozvoji neurologických a chronických plicních onemocnění.

Studijní expoziční ramena:

Rameno A: 3 po sobě jdoucí dny s 2hodinovou expozicí dřevěnému kouři při 35 µg/m³ PM2,5 Rameno B: 3 po sobě jdoucí dny s 2hodinovou expozicí dřevěnému kouři při 105 µg/m³ PM2,5 Rameno C: 2 po sobě jdoucí dny filtrovaného vzduchu (FA), následované 1 dnem s 2hodinovou expozicí dřevěnému kouři při 315 µg/m³ PM2,5

HYPOTÉZY, ODŮVODNĚNÍ A CÍLE Cíl 1A: Zvýšit plausibilitu a kvantifikovat riziko přispění WFS k chronickému plicnímu onemocnění.

Hypotéza 1A: Výzkumníci určí mechanismy, které plausibilně spojují expozici WFS s rozvojem chronického onemocnění, a to propojením expozice WFS s poklesem plicních funkcí, astmatem, chronickou obstrukční plicní nemocí (CHOPN) nebo rakovinou plic.

Posoudit plausibilitu spojení expozice WFS s chronickými plicními onemocněními, jako je astma, CHOPN a rakovina plic.

Vyhodnotit biologické dopady WFS na dýchací cesty.

• Konkrétně, jaké jsou účinky koncentrace, intenzity a času expozice na zánětlivé a imunomodulační reakce na expozici WFS?
• Několik biologických drah může spojovat expozici WFS s rozvojem chronických respiračních onemocnění, jako je astma, CHOPN a rakovina plic. Mezi ně patří účinky oxidačního stresu a zánětu na integritu epiteliální bariéry, což může usnadnit kontakt s imunitními buňkami, senzibilizaci na alergeny, zvýšenou náchylnost k infekcím a remodelaci tkání, která narušuje plicní funkce. Epigenetika, zejména metylace DNA (DNAm), je dalším potenciálním mechanismem spojujícím WFS s chronickým onemocněním, a mikrobiom dýchacích cest může také přispívat několika cestami. WFS se však liší od obecného městského a dopravou souvisejícího znečištění ovzduší (TRAP), takže účinky expozice TRAP prokázané dosud nelze předpokládat, že platí pro WFS.

Cíl 1B: Použít studii s řízenou lidskou expozicí k identifikaci napříč různými intenzitami expozice WFS:

1.1 Neurokognitivní změny relevantní pro rozvoj chronických neurologických onemocnění 1.2 Časové vzorce nástupu a ústupu relevantních cirkulujících neuro-zánětlivých markerů 1.3 Pohlaví, věk a genetika jako faktory modifikující účinek na vnímavost k výše uvedeným jevům

Hypotéza 1B: Výzkumníci prokáží poruchy v síti výchozího režimu mozku (DMN) a intenzitou závislé zvýšení cirkulujících neuro-zánětlivých markerů, zejména u starších jedinců a u těch s genotypy, které způsobují nedostatečný antioxidační metabolismus, nebo u těch, které přinášejí riziko demence.

VÝZKUMNÝ DESIGN Randomizovaná, dvojitě zaslepená, křížově kontrolovaná studie s lidskou expozicí.

STATISTICKÁ ANALÝZA Data budou analyzována v R pomocí generalizovaných a lineárních modelů smíšených efektů. Modely budou spuštěny s expozicí jako fixním efektem a ID účastníka jako náhodným efektem.