Udviklingsmæssige virkninger af mikroplasteksponering i det tidlige liv (DIMPLE)

Den foreslåede pilotundersøgelse vil etablere en ny kohorte af sunde, ammende kvinder fra urbane Denver (n = 10) og Boulder (n = 10), Colorado. Ved at rekruttere kvinder fra disse to regioner vil efterforskerne være i stand til at sikre, at vores pilotundersøgelse dækker et forskelligartet geografisk område med varierende niveauer af eksponering for luftforurening og sociale determinanter for sundhed (SDoH). Studiedeltagere vil være 1 måned efter fødslen (+/- 2 uger) og rapportere eksklusiv amning. Efterforskerne vil også biobanke mødres afføringsprøver til fremtidige finansieringsansøgninger, der yderligere vil undersøge tarmmikrobiomet og fæcesmetabolomet.

Højde, vægt, blodtryk og andre antropometriske mål: Moderens højde og vægt vil blive målt ved hjælp af en kalibreret medicinsk vægt og et kommercielt stadiometer. Spædbarnsvægt vil blive målt i to eksemplarer på en digital skala nøjagtigt til nærmeste 10 g, og længde vil blive målt i to eksemplarer til nærmeste 0,1 cm ved hjælp af et infantometer og den standardiserede World Health Organization (WHO) tilgang. Hudfoldtykkelse for spædbørn vil blive målt på fire steder med Holtain hudfoldekaliber. Moderens vægt vil blive registreret til nærmeste 0,1 kg, og højden vil blive registreret til nærmeste 0,1 cm. Automatiseret blodtryk ved hjælp af passende manchetter vil blive brugt til at opnå tre aflæsninger af blodtrykket, hvorfra den gennemsnitlige værdi vil blive registreret, ifølge anbefalinger fra American Heart Association.

Vurdering af fødeindtagelse og fysisk aktivitet: Kostdata vil blive indsamlet ved hjælp af National Cancer Institute (NCI) National Health and Nutritional Examination Survey (NHANES) Food Frequency Questionnaire. Spørgeskemaet er designet til at indfange information om madindtagelse i løbet af den foregående måned og indeholder spørgsmål, der beskriver forbrug af frugt, grøntsager, mejeriprodukter, fuldkorn og fibre, sukker og rødt og forarbejdet kød. Spørgeskemaet vil blive administreret på nettet med en forskningsassistent i nærheden for at hjælpe med eventuelle spørgsmål. Da efterforskerne er interesserede i mikroplastik eksponering fra fødevarer, vil yderligere kostdata blive indsamlet gennem administrationen af ​​Nutrition Data System for Research (NDSR) 24-timers kosttilbagekaldelser, som vil blive administreret over telefonen af ​​en registreret diætist eller undersøgelsespersonale under direkte tilsyn af en registreret diætist. Efterforskerne vil bede mødre om at gennemføre 3 kosttilbagekaldelser for sig selv og 3 for deres spædbarn, ideelt i 2 hverdage og en weekend. Én kosttilbagekaldelse for både mor og spædbarn vil blive afsluttet under det kliniske besøg på Clinical Translational Research Center (CTRC). Forskningsassistenter vil sammen med deltagerne finde ud af, hvilke dage der er bedst egnede til at gennemføre efterfølgende tilbagekaldelser. Til sidst, for at vurdere mængden af ​​mælk, som spædbørn indtager under en enkelt fodring, vil efterforskerne veje spædbørnene ved undersøgelsesbesøget før fodring. Derefter vil mødre blive bedt om at amme deres spædbarn. Efter endt fodring, vil efterforskerne veje spædbørn igen for groft at fange mængden af ​​indtaget mælk.

Fækalprøver til mødre og spædbørn: Fækale samlesæt vil blive givet til berettigede deltagere. For at undgå plastikforurening vil moderens fekale opsamlingssæt indeholde en absorberende pude, der dækker plastik på afføringshatten, handsker, en metalske og glasbeholder. Til spædbørnsafføringssamlingen vil mødre blive forsynet med en ble, bivikle & klud og alle indsamlingsmaterialer, der er fri for plastik. Efterforskerne vil levere disse indsamlingsmaterialer og instruktioner til deltagerne før deres besøg, så de kan indsamle disse prøver derhjemme. Efterforskerne vil bede dem om at tage prøverne inden for 24 timer efter besøgstidspunktet for at bevare den mikrobielle sammensætning af afføringsprøverne. Instruktionerne vil specificere, at prøver skal opbevares i køleskabet indtil deres besøg. Efterforskerne vil give deltagerne en køler til at transportere prøverne til CTRC. Hvis deltagerne af en eller anden grund ikke var i stand til at få disse prøver derhjemme, vil de få lov til at indsamle dem under besøget. Hvis de indsamles ved det kliniske besøg, vil afføringsprøver fra moder og spædbarn blive overført til 3-4 hætteglas og opbevaret i et -4°C køleskab i 24 timer, inden det opbevares ved -80°C til MNP- og tarmmikrobiom-sekventering. Fækale opsamlingsrør bruger et fækalt konserveringsmiddel, som forhindrer ændringer i aerobe og anaerobe bakterier, der kan opstå under forsendelsen. Fækal sekventering vil blive udført på Emory University (Dr. Doug Walker). Kun afidentificerede prøver vil blive sendt til Dr. Walkers laboratorium. DNA vil blive sekventeret på Illumina HiSeq 4000 platformen. Mikrobiel sammensætningsprofiler vil blive forudsagt ved hjælp af MetaPhlan. Prøver vil blive funktionelt kortlagt ved hjælp af HUManN2 for at opnå overflodsniveau af genfamilier fra UniProt Reference Clusters, som vil blive yderligere kortlagt til MetaCyc metaboliske pathways database. Gener vil blive grupperet i klynger af orthologe grupper fra EggNOG-data. Genfamilieoverflod vil blive grupperet i bredere funktionelle kategorier baseret på annotering for UniProt-genontologien. Til metabolomics-analysen vil fækale prøver blive analyseret ved hjælp af ultra-performance væskekromatografi (UPLC) og høj opløsning/tandem massespektrometri (MS/MS) af Metabolon. Forbindelser af eksogen, human og mikrobiel oprindelse vil blive identificeret ved sammenligning med biblioteksindgange af oprensede standarder eller tilbagevendende ukendte enheder. Metabolon opretholder et referencebibliotek med mere end 4.500 kendte metabolitter og mere end 9.000 nye metabolitter. Biokemiske identifikationer vil være baseret på tre kriterier: retentionsindeks, nøjagtig massetilpasning til biblioteket +/- 10 ppm og MS/MS frem og tilbage score mellem de eksperimentelle data og autentiske standarder.

Udtryk af modermælk: På grund af potentielle eksponeringer fra fodring af modermælk fra plastikflasker, vil alle mødre blive bedt om kun at fodre deres spædbørn fra brystet i 7 dage før spædbarnsafføring. I lighed med forsyningerne til afføringsindsamling vil efterforskerne give mødre en Haakaa silikonebrystpumpe, silikoneopbevaringsbeholder med låg og instruktioner forud for studiebesøget. Mødre vil blive bedt om at give et fuldt udtryk for et enkelt bryst. Hvis mødre er utilpas med at give et fuldt udtryk, vil studiekoordinatorer arbejde sammen med mødre for at bestemme et passende beløb til indsamling. Efterforskerne vil indsamle mindst ca. 4 g modermælk. Hvis mødre ikke er i stand til at tage deres modermælksprøve inden besøget, vil de blive forsynet med et stille, privat CTRC-studierum, hvor de vil pumpe modermælk ved hjælp af en Haakaa silikonebrystpumpe ind i en silikoneopbevaringsbeholder. Efter indsamling vil et medlem af vores undersøgelsesteam alikvotere mål i sterile glasrør til opbevaring. Efter indsamling vil alle prøver blive opbevaret ved -80 grader C før behandling og analyse.

Blodtagning: Blodprøver vil blive indsamlet (50 ml) til mikroplastikanalyse. Blod vil blive opsamlet ved hjælp af en 21G nål af rustfrit stål, der er forbundet til en glasbeholder under vakuum, så blod udtaget direkte fra deltageren deponeres i glasvacutaineren. Glasstøvsugere vil have en gummitætning til opbevaring.