Hypiend - Multicomponent Behavioral Intervention in Pre-puberale Børn (Hypiend-PPC) (Hypiend-PPC)

1. BAGGGRUND OG BEGRUNDELSE

   1.1. OMRÅDE OG VURDERING AF NUVARENDE VIDEN DIREKTE RELATERET TIL DE VIDENSKABELIGE SPØRGSMÅL, DER SKAL BESVARES I KLINISK STUDIE Flere epidemiologiske undersøgelser har identificeret bekymrende sammenhænge mellem høj EDC-eksponering og negative helbredseffekter hos børn og unge. Som et illustrativt eksempel analyserede Lange et al. (2022) i rammerne af Human Biomonitoring for Europe (HBM4EU)-projektet risikovurderingen af kombineret eksponering for anti-androgen ftalater (Di(2-ethylhexyl)ftalat (DEHP), Di-isobutylftalat (DiBP), Di-n-butylftalat (DnBP), Butylbenzylftalat (BBzP) og Di-isononylftalat (DiNP)) hos børn (6-11 år) og unge (12-18 år) fra forskellige europæiske lande. Forfatterne rapporterede, at DnBP og DiBP blev identificeret som hoveddrivkræfterne for den øgede hazardindex (HI) for en blanding af ftalater i en stor kohorte af europæiske børn og unge. Interessant nok ville risikoen dog for 63% af disse forsøgspersoner, der havde en HI > 1, ikke være blevet opdaget, hvis risikoen for hvert kemikalie var blevet analyseret individuelt, hvilket illustrerer vigtigheden af at udføre risikovurderingsanalyser af blandinger. Derudover fandt forfatterne forskelle i den eksponeringsrelaterede HI mellem europæiske regioner, hvor børn og unge i østlige regioner var mere eksponerede end dem i syd og vest, hvilket fremhæver vigtigheden af at inkludere lande med forskellige eksponeringsgrader for at opnå mere holistiske konklusioner og implementere tilpassede foranstaltninger, politikker og anbefalinger. Forskellige epidemiologiske undersøgelser har antydet, at stigningen i eksponering for EDC'er med hormonel aktivitet i de seneste årtier, især for stoffer med direkte østrogen aktivitet, kunne være blandt årsagerne til den observerede stigning i pubertetsstart hos piger og drenge i udviklede lande. I den forbindelse fandt en meget nylig tværsnitsundersøgelse af 1539 spanske børn, at højere koncentrationer af visse ikke-persistente pesticider var associeret med en større sandsynlighed for udvikling af tidligere pubertet hos både drenge og piger, og at denne association afhang af barnets kropsmasseindeks (BMI).

   Så vidt undersøgerne ved, er der meget sparsomme og uafklarede data om EDC'er, der sigter mod at reducere eksponeringen for disse stoffer hos præpubertære børn, hvoraf de fleste inkluderer under 100 børn, analyserer maksimalt to forskellige familier af EDC'er og mangler en kontrolgruppe.

   HYPIEND har til formål at evaluere, om en multicentrisk, multikomponent kontrolleret intervention (implementering af plastfri spisesal i grundskole + skolebaseret uddannelsesprogram for børn + forældreværksteder + mobilapplikation for forældre designet til at begrænse EDC-eksponering) gennemført i grundskoler hos præpubertære børn er i stand til at reducere urinkoncentrationerne af forskellige EDC'er, og om dette kan forhindre den tidligere start af pubertetsfasen associeret med høj EDC-eksponering. Derudover vil forskellige antropometriske målinger også blive evalueret. Effekterne vil blive sammenlignet med en kontrolinterventionsgruppe, som kun vil modtage placeboværksteder med information om farerne ved skærme, fordelene ved fysisk aktivitet og vigtigheden af gode sovvaner. Interventionen vil blive implementeret over to et halvt på hinanden følgende skoleår (fra november 2025 (start af interventionen) til december 2027) og vil overveje passende adfærdsændringsteknikker og modeller for at opnå høj overholdelse af interventionen.

   Skoler vil blive rekrutteret fra forskellige miljøzoner (landlige og bymæssige) for at tage højde for forskellige eksponeringer for miljøforurenende stoffer. Undersøgerne vil vurdere koncentrationen af eksponeringsbiomarkører for forskellige familier af EDC'er i børns urin på tre forskellige tidspunkter (ved baseline og ved afslutningen af første og tredje skoleår). En risikovurdering af EDC-eksponering vil blive udført, inklusive alle data opnået i urin på forskellige tidspunkter. Derudover vil multivariate analyser blive gennemført for at udforske muligheden for at bestemme EDC-eksponering gennem prædiktive variable, såsom kostvaner, adfærdsvaner relateret til EDC-eksponering, skolemiljø og socioøkonomisk status. Endelig vil undersøgelsen blive gennemført i to forskellige lande (Belgien og Spanien). Samlet set vil denne tilgang bidrage til at opnå et mere præcist billede af EDC-eksponering og graden af EDC-eksponeringsreduktion som reaktion på den implementerede intervention, under hensyntagen til forskellige vigtige faktorer involveret i EDC-relateret byrde.

   1.2. RESULTATER AF FULDENDTE KLINISKE STUDIER OG ANTAL IGANGVÆRENDE KLINISKE STUDIER, DER ANVENDER SAMME INTERVENTION I SAMME INDICATION.

   For nylig demonstrerede Sessa et al. (2021), at en skolespisesalsintervention (implementering af en plastfri service) i 5 dage om ugen i 6 måneder signifikant reducerede urinniveauer af bisfenol A blandt grupperne og også inden for gruppen indskrevet i den plastfri skolespisesal. Der er dog behov for større MBI-studier, der involverer skoler og også familier, med støtte fra eksperter i adfærdsændring og uddannelsesvidenskab for at fremme langvarige effekter for at minimere den samlede eksponering for forskellige EDC'er på en mere afsluttende måde.

   1.3. EVIDENS NIVEAU RELATERET TIL INTERVENTIONENS VIRKEMÅDE I DEN PLANLAGTE KLINISKE STUDIE POPULATION.

   EDC-Mix-Risk og ENDpoiNTs er to fremragende Horizon 2020-projekter, der kombinerede eksperimentel forskning i både celler og dyr med epidemiologiske data. Forskere fra begge projekter og andre demonstrerede meget godt, ved hjælp af en statistisk model for multivariat regression med data opnået i SELMA-graviditetsundersøgelsen, at forskellige EDC'er (inklusive ftalater, alkylphenoler og perfluoroalkylstoffer) analyseret i urin eller serum hos kvinder i uge 10 af graviditeten var associeret med sprogforsinkelse hos børn i en alder af 2,5 år. Derefter blev de identificerede EDC'er blandet og testet i menneskelige hjerneorganoider, såvel som i Xenopus leavis og Danio rerio for at belyse den molekylære og funktionelle påvirkning af eksponering. Endelig integrerede forfatterne eksperimentelle og epidemiologiske data og gennemførte en risikovurderingstilgang, hvor de fandt øgede odds for sprogforsinkelse i op til 54% af afkom, der havde prænatale eksponeringer over eksperimentelt afledte bekymringsniveauer. På trods af disse meget relevante fund har et begrænset antal menneskelige studier kastet lys over mekanismerne bag EDC-medierede dysfunktioner i HPA-aksen, herunder induktion af epigenetiske ændringer i nøglegener involveret i neuroendokrin regulering og for tidlig pubertet, såvel som ændringer i inflammatorisk respons og tarmmikrobiota (dysbiose). EDC'er kan øge risikoen for neuroudviklingsforstyrrelser hos børn ved at interferere med østrogen- og skjoldbruskkirtelhormonsignalering eller metabolisme tidligt i livet. Meget nyligt blev det vist, at øgede urinniveauer af en blanding af forskellige miljøkemikalier (phenoler, giftige metaller og ikke-persistente pesticider) målt hos unge i alderen 15-17 år var associeret med højere cirkulerende niveauer af kiss54-protein og lavere niveauer af metylering ved forskellige cytosin-fosfat-guanin (CpG'er) i kiss1-genet. Derudover havde unge, der viste højere serum kiss54, højere luteiniserende hormon (LH)-niveauer, og tredje tertil CpG1, CpG2 og samlede CpG-metyleringsprocenter var associeret med lavere follikelstimulerende hormon (FSH) og østradiol (E2). Disse fund antyder, at kiss-proteiner, som er en forløber-afledt neuroaktiv peptid (pro-hormon, pre-pro-kisspeptin) frigivet af neuroner i hypothalamus, kunne være en lovende biomarkør for effekten af miljøkemiske blandinger på det reproduktive hormonprofil. På trods af denne evidens har der dog, så vidt undersøgerne ved, ikke været nogen menneskelige interventionsstudier, der sigtede mod at reducere EDC-eksponering, som har analyseret den molekylære påvirkning, der kan ledsage disse ændringer i EDC-eksponering. Yderligere forskning er nødvendig for at kaste mere lys over disse spørgsmål, herunder molekylære og omics-analyser hos mennesker for at belyse, om menneskelige interventionsstudier, der sigter mod at reducere EDC-eksponering, er i stand til at modulere disse molekylære ændringer gunstigt.

   I dette projekt vil forskellige molekylære og omics-tilgange blive gennemført for at kaste mere lys, i rammerne af HPA-aksen, på de epigenetiske drivere, der er mest modtagelige for ændring, og interaktionen mellem tarmmikrobiota og påvirkningen af EDC-eksponering på systemisk inflammation. Disse analyser vil blive udført på prøver opnået i studiet under hensyntagen til resultater opnået i prækliniske modeller eksponeret for EDC-blandinger, der forsøger at efterligne reel menneskelig eksponering, for at øge chancerne for at opnå robuste og pålidelige resultater ved hjælp af en målrettet tilgang. Specifikt vil undersøgerne hos præpubertære børn, udover tarmmikrobiota, også vurdere HPA-akse-relaterede hormoner, metylering af forskellige CpG-steder i nøglegener involveret i HPA-aksen og cirkulerende kisspeptinniveauer ved hjælp af tørrede bloddråber. Samlet set vil disse analyser give os mulighed for at dykke dybere ned i mekanismerne, hvorved EDC'er udøver deres skadelige effekter, såvel som hvordan interventionsstudier, der sigter mod at reducere eksponering for disse kemikalier, kan modulere disse biologiske veje og de identificerede molekylære biomarkører for eksponering. Så vidt undersøgerne ved, er denne tilgang endnu ikke blevet gennemført i store menneskelige interventionsstudier i EDC-miljøet.

   1.4. HYPIEND-PROJEKTET Interventionen præsenteret her er en del af det europæiske HYPIEND-projekt. Dette projekt er koordineret af Cataloniens Teknologiske Center (Eurecat), finansieret af Horizon Europe-rammeprogrammet (Grant agreement ID: 101137440).

   HYPIEND-projektet undersøger effekterne af eksponering for multiple EDC'er på funktionen og epigenetisk programmering af HPA-aksen for at skitsere interventionsstrategier for at minimere eksponering og konsekvenser på det neuroendokrine system under perinatale og præpubertære stadier.

   Det multidisciplinære HYPIEND-konsortium består af 14 partnere fra otte europæiske lande. Blandt dem: Stichting Radboud Universiteit (Holland), Institut de Investigació en Ciencies de la Salut Germans Trias i Pujol (Spanien), Sciensano (Belgien), Kungliga Tekniska Hoegskolan (Sverige), Katholieke Universiteit Leuven (Belgien), University of Granada (Spanien), Centrum Medyczne Ksztalcenia Podyplomowego (Polen), Protoqsar 2000 sl (Spanien), Enco srl (Italien), Fundacion para la investigacion del hospital universitario la Fe de la Comunidad Valenciana (Spanien), Université de Liège (Belgien), Universite de Geneve (Schweiz), King's College London (UK).

   Mere information om dette projekt kan findes på følgende links: https://hypiend.eu/ Her er en oversigt over Hypiend-metodologien. Data fra offentlige databaser vil blive kombineret for at udvikle en videnbase, der forbinder udvalgt EDC-eksponering med helbredsresultater relateret til HPA-aksen. Kvantitative struktur-aktivitetsforhold (QSAR)-metodologier vil blive kombineret med dataanalyse for at identificere mønstre af sam-eksponering. EDC-blandinger med høj prævalens i målbefolkningerne vil blive defineret, både kvalitativt og kvantitativt, i henhold til sam-eksponeringsmønstrene. Kandidat-EDC-blandinger vil blive testet i cellebaserede modeller for at definere dosis-responsmønstre og dosering til efterfølgende studier. Zebrafiskmodeller, der rekapitulerer HP-akser, vil blive brugt til at vælge de EDC-blandinger med den største påvirkning. Derefter vil udvalgte EDC-blandinger blive testet i placenta- og BHE-modeller for at vurdere diffusionen af EDC-blandinger og karakterisere fraktionerne, der når både fosteret og hypothalamus. Effekter på hypothalamus og hypofysens udvikling og funktion vil blive vurderet i stamcelle-afledte organoider og OoC, med særlig opmærksomhed på effekter på hele genomet DNA-metylering og hormonfunktionalitet. Resultaterne vil blive brugt til yderligere at vælge komplekse blandinger af EDC'er i henhold til deres HP-epigenetiske programmering og forstyrrende potentiale. Herefter vil laboratoriedyr blive eksponeret for EDC-blandinger fra gestation til første generation for at vurdere programmeringen og kumulative effekter af EDC-eksponering på HPA-aksen. Fysiologiske og adfærdsmæssige resultater af HP-forstyrrelse vil blive overvåget. Samtidig vil effekter på DNA-metylering af hypothalamus, hypofyse og perifere blodceller, såvel som ændringer i specifikke cirkulerende ECV, blive bestemt. En AI-baseret systembiologisk tilgang vil blive brugt til at beskrive associationer mellem hypothalamus/hypofysefunktion, hematoperifere blodcellemetyleringsmønstre og multiomics-data. Disse associationer vil blive brugt til at etablere specifikke signaturer associeret med HP-forstyrrelse ved EDC-eksponering. Signaturer vil blive udforsket i prøver fra målbefolkningen (dvs. børn i deres første 1000 dage og præpubertære) for at udforske deres oversættelighed og anvendelse som biomarkører. Menneskelige studier vil ikke være begrænset til tværsnitsbestemmelser, men er beregnet som nye interventioner for at fremme nedsat EDC-eksponering og vurdere årsag-virkning-forhold. Dette vil tillade definitionen af biomarkører baseret på data opnået fra de forskellige arbejdspakker og en systembiologisk tilgang for at afdække konserverede virkningsmekanismer.

   Arbejdet er blevet foreslået som en sekvens af opgaver rettet mod at definere påvirkningen af realistisk EDC-sam-eksponering på HPA-aksen af to målrettede livsstadier, dvs. præpubertære og perinatale. De forskellige niveauer foreslået af organisationer som OECD, inklusive NAMs og beregningsmæssig toksikologi, er blevet vedtaget for at minimere dyreforskning. Dette design kombinerer translationsforskning med interventionsstudier.

2. HYPOTESE ELLER STUDIESPØRGSMÅL En MBI i grundskoler i to europæiske lande (Spanien og Belgien) over 28 måneder vil reducere urin-EDC-niveauer hos præpubertære børn og øge viden om disse forurenende stoffer.
3. MÅL

3.1. HOVEDMÅL Det overordnede mål med HYPIEND er at forstå effekterne af EDC-sam-eksponering på HPA-aksefunktion og epigenetisk programmering for at skitsere interventionsstrategier for at minimere eksponering og neuroendokrine konsekvenser under perinatale og præpubertære stadier.

I denne ramme er hovedmålet med den kliniske undersøgelse at demonstrere, at en MBI implementeret i grundskoler i to forskellige europæiske lande i løbet af 25 måneder er effektiv i at reducere de præpubertære børns urin-EDC-niveauer ved at bruge HAPA-konstruktionerne til at forbedre interventionen og viden om disse forurenende stoffer blandt deres forældre, såvel som at uddybe den videnskabelige viden.

3.2. SEKUNDÆRE MÅL

1. At afgøre, om en intervention designet til at reducere EDC-eksponering kan forhindre nogle af de skadelige effekter relateret til ændret HP hos præpubertære børn i alderen 6 til 8 år (tidligere start af pubertetsfasen og ændringer i BMI og kognitiv funktion).
2. At bedre forstå forholdet mellem urin-EDC-niveauer og HP-relaterede hormonniveauer, såvel som DNA-metyleringsmønstre og tarmmikrobiotasammensætning, og kaste mere lys over mekanismerne, hvorved EDC'er kan udøve deres skadelige effekter.
3. At udforske, ved multivariate analyse og risikovurderingsanalyse, prædiktorer for forhøjede urin-EDC-niveauer.
4. At afgøre, om en intervention baseret på de kombinerede HAPA1- og PBS2-modeller i grundskoler er effektiv i at forbedre HAPA-konstruktioner, viden og adfærd hos forældre, børn og uddannelsesteams over for disse forurenende stoffer, mod en placebointervention.