Contaminación del aire, epigenética y salud cardiovascular: un ensayo de intervención humana (EPI-Air)
10 de mayo de 2017 actualizado por: Andrea Baccarelli, Harvard School of Public Health (HSPH)
En este estudio, las píldoras formuladas se utilizan para tratar de mejorar el efecto de la contaminación del aire en los cambios epigenéticos, específicamente la metilación del ADN, potencialmente relacionada con la inhalación de partículas en la contaminación del aire y los efectos en la salud cardiovascular. La forma en que esto se logra es que las vitaminas, que actúan como donantes de metilo, agregan un grupo metilo al ADN para revertir la pérdida observada por la exposición a la contaminación del aire.
Específicamente para este estudio, el suplemento de donante de metilo ha sido elaborado por Jamieson Laboratories y consta de 50 mg de vitamina B6 y 1 mg de vitamina B12 (ambos dentro de los límites aprobados por Health Canada) y 2,5 mg de ácido fólico. Los ingredientes no vitamínicos son los que se usan comúnmente en la formación de píldoras. Sin embargo, la concentración de ácido fólico es de 2,5 mg, que está por encima del límite de 1,0 mg establecido por Health Canada para un producto natural para la salud. Esta concentración, sin embargo, se ha utilizado en estudios académicos anteriores de forma segura y eficaz, y también fue formulada por Jamieson Laboratories. (ClinicalTrials.gov) número, NCT00106886; Número actual de ensayos controlados, ISRCTN14017017. estudio HOPE2).
Descripción general del estudio
Estado
Terminado
Condiciones
Intervención / Tratamiento
Descripción detallada
La contaminación del aire es una amenaza ambiental generalizada que se estima causa ~800 000 muertes cada año en todo el mundo, principalmente debido a enfermedades cardiovasculares.
Esta propuesta aborda una pregunta mecanicista y farmacológica fundamental sobre los efectos de la contaminación del aire, que se puede abordar de manera más efectiva a través de experimentos de exposición humana controlada: ¿tiene la exposición efectos epigenéticos que pueden tener consecuencias subclínicas o clínicas posteriores, y se pueden reducir farmacológicamente los efectos adversos de manera segura?
Evidencia consistente de estudios in vitro y humanos ha demostrado que la exposición a la contaminación del aire por partículas (PM, es decir, partículas finas) induce la hipometilación del ADN, un proceso epigenético que puede ser la base de la activación de genes inflamatorios y se postula que vincula la inhalación de PM en los pulmones con inflamación cardiovascular y respuestas adversas.
Nuestro objetivo es determinar si una intervención farmacológica con donantes de metilo (es decir, ácido fólico, vitaminas B6 y B12, betaína, metionina y colina) puede evitar esta pérdida de metilación del ADN y mitigar los efectos cardiovasculares inducidos por la exposición a PM.
Los investigadores utilizarán experimentos de exposición humana controlada a PM, que reproducen condiciones de exposición similares a las que se encuentran en la vida real en entornos urbanos, para realizar un estudio cruzado doble ciego controlado por placebo.
Los investigadores evaluarán si la intervención farmacológica con donantes de metilo atenúa los efectos de la exposición a PM en la metilación del ADN (Objetivo 1), la expresión de ARNm y las citoquinas plasmáticas (Objetivo 2), y la presión arterial, la vasoconstricción arterial, la función endotelial y el control autonómico del corazón (Objetivo 3).
El estudio de los investigadores está a punto de ser la primera investigación humana en traducir una gran cantidad de datos en animales que muestran que los donantes de metilo se pueden utilizar para modular los estados epigenéticos y evitar los efectos ambientales.
Los investigadores tienen una oportunidad única de lograr este objetivo porque tenemos acceso a una de las pocas instalaciones en todo el mundo para estudios de exposición humana controlada, así como a recursos de última generación para investigaciones epigenéticas.
Los investigadores examinarán la metilación del ADN y la expresión del ARNm en células T colaboradoras de seres humanos, un tipo de célula con funciones clave en la determinación de respuestas hipertensivas y endoteliales adversas, como se muestra en varios modelos animales.
Los investigadores probarán los efectos de los donantes de metilo en una serie de criterios de valoración cardiovasculares que son muy sensibles a la exposición a PM.
Los investigadores explorarán el uso de métodos estadísticos avanzados para análisis de mediación para comprender las relaciones entre PM, metilación del ADN, expresión del ARN, citocinas plasmáticas y criterios de valoración cardiovasculares.
El estudio será realizado por un equipo de investigación que ha realizado un trabajo fundamental en todas las áreas de investigación en las que se basa esta propuesta, incluida la epigenética ambiental, los efectos cardiovasculares de la PM y los estudios de exposición humana controlada.
Tipo de estudio
Intervencionista
Inscripción (Actual)
10
Fase
- Fase 1
Contactos y Ubicaciones
Esta sección proporciona los datos de contacto de quienes realizan el estudio e información sobre dónde se lleva a cabo este estudio.
Ubicaciones de estudio
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Ontario
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Toronto, Ontario, Canadá, M5T 1R4
- Gage Occupational and Environmental Health St. Michael's Hospital/University of Toronto
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Criterios de participación
Los investigadores buscan personas que se ajusten a una determinada descripción, denominada criterio de elegibilidad. Algunos ejemplos de estos criterios son el estado de salud general de una persona o tratamientos previos.
Criterio de elegibilidad
Edades elegibles para estudiar
14 años a 56 años (Adulto)
Acepta Voluntarios Saludables
No
Géneros elegibles para el estudio
Todos
Descripción
Criterios de inclusión:
- voluntario sano
- Edad 18-60 años
- No fumador
- debe poder ayunar 8 horas antes de las visitas de exposición y durante 4 horas más durante la exposición
Criterio de exclusión:
- Los sujetos no deben tomar regularmente multivitaminas, vitaminas C y E, folato, medicamentos, aceite de pescado o aspirina, esteroides orales o inhalados, durante las 4 semanas anteriores y durante la prueba.
- anomalías de lípidos
- Asma o enfermedad respiratoria
- Hipertensión (Bp> 140/90) o tomando cualquier medicamento para la presión arterial
- Enfermedad cardiaca conocida
- niveles anormales de homocisteína o glucosa
Plan de estudios
Esta sección proporciona detalles del plan de estudio, incluido cómo está diseñado el estudio y qué mide el estudio.
¿Cómo está diseñado el estudio?
Detalles de diseño
- Propósito principal: Otro
- Asignación: No aleatorizado
- Modelo Intervencionista: Asignación de un solo grupo
- Enmascaramiento: Único
Armas e Intervenciones
Grupo de participantes/brazo |
Intervención / Tratamiento |
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Experimental: donante de metilo
El donante de metilo está compuesto por: 2,5 mg de ácido fólico, 50 mg de vitamina B6 y 1 mg de vitamina B12 El diseño incluirá un período de preinclusión con placebo de 2 semanas seguido de un estudio en blanco de referencia (exposición de 2 horas a aire medicinal) para proporcionar puntos de referencia para todos los evaluados variables Luego, los participantes recibirán un tratamiento con placebo de 4 semanas antes del primer estudio de exposición a PM2.5. Un tratamiento con donante de metilo de 4 semanas (dosis: 2,5 mg de ácido fólico, 50 mg de vitamina B6 y 1 mg de vitamina B12 una vez al día) precederá a la segunda exposición a PM2,5. |
El diseño incluirá un período de prueba con placebo de 2 semanas seguido de un estudio en blanco de referencia (exposición de 2 horas al aire medicinal) para proporcionar puntos de referencia para todas las variables evaluadas.
Luego, los participantes recibirán un tratamiento con placebo de 4 semanas antes del primer estudio de exposición a PM2.5.
Un tratamiento con donante de metilo de 4 semanas (dosis: 2,5 mg de ácido fólico, 50 mg de vitamina B6 y 1 mg de vitamina B12 una vez al día) precederá a la segunda exposición a PM2,5.
Otros nombres:
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Comparador de placebos: placebo
placebo: el diseño incluirá un período de preinclusión con placebo de 2 semanas seguido de un estudio en blanco de referencia (exposición de 2 horas a aire medicinal) para proporcionar puntos de referencia para todas las variables evaluadas.
Luego, los participantes recibirán un tratamiento con placebo de 4 semanas antes del primer estudio de exposición a PM2.5.
Un tratamiento con donante de metilo de 4 semanas (dosis: 2,5 mg de ácido fólico, 50 mg de vitamina B6 y 1 mg de vitamina B12 una vez al día) precederá a la segunda exposición a PM2,5.
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Placebo
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¿Qué mide el estudio?
Medidas de resultado primarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Metilación del ADN en linfocitos T auxiliares circulantes de seis genes candidatos (TNFa, TGFb, IFNg, IL17, IL2, IL6)
Periodo de tiempo: 2 años
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La sangre se recolectará de la flebotomía venosa y se procesará para el aislamiento de células Th dentro de las 4 horas.
La extracción de ADN se realizará manualmente en células frescas descongeladas.
Los análisis de metilación del ADN se realizarán mediante la reacción en cadena de la polimerasa con bisulfito: pirosecuenciación.
Para seleccionar secuencias objetivo dentro de cada gen, nos basaremos tanto en ensayos de investigaciones previas como en análisis bioinformáticos utilizando información del navegador del genoma en los sitios de unión del factor de transcripción conservados en la alineación humana/ratón/rata, marcas de histonas asociadas con secuencias reguladoras activas y genes. accesibilidad y ocupación de nucleosomas.
Validaremos todos los ensayos usando una curva de titulación de 0%-100% de ADN metilado.
El efecto del lote se controlará: a) usando 0%, 50%, 100% de metilación y ADN universal en cada placa; b) analizar todas las muestras del mismo voluntario en una placa.
Intercalaremos 5% de duplicados ciegos para probar la reproducibilidad.
Todas las muestras se analizarán por duplicado.
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2 años
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Medidas de resultado secundarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Presión arterial (PA), diámetro de la arteria braquial (BAD), dilatación mediada por flujo dependiente del endotelio (ED-FMD) y variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV).
Periodo de tiempo: 2 años
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La PA se medirá a intervalos de 30 minutos durante la exposición utilizando un monitor ambulatorio oscilométrico automatizado asegurado en la parte superior del brazo izquierdo.
Se tomarán tres medidas de PA en cada punto de tiempo separadas por 1 minuto, y se utilizará la media de las medidas 2 y 3.
La dilatación mediada por BAD, FMD y nitroglicerina se medirá utilizando un ultrasonido Terason 2000 con un 7.5-10.0
transductor de matriz lineal de megahercios.
La fiebre aftosa máxima dentro de este período se utilizará como resultado principal de nuestro estudio para la función endotelial.
El monitoreo continuo de EKG se realizará utilizando monitores Holter digitales de alta resolución de 12 derivaciones.
El monitoreo Holter se llevará a cabo durante períodos de 24 horas que incluirán antes (prueba previa a la exposición), durante las 2 horas de exposición y después de la exposición (justo después y 24 horas después).
Inmediatamente antes de la exposición, después de la exposición y 24 horas después, recopilaremos lecturas de HRV en reposo de 10 minutos en posición supina.
La HRV se evaluará en datos de ECG de 5 minutos utilizando técnicas estandarizadas.
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2 años
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Otras medidas de resultado
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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expresión de ARNm de genes inflamatorios (TNFa, TGFb, IFNg, IL17, IL2, IL6) en linfocitos T cooperadores circulantes; citocinas plasmáticas.
Periodo de tiempo: 2 años
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Extraeremos el ARN total de las células Th aisladas e inmediatamente conservadas en ARNm más adelante.
Diseñaremos ensayos de PCR en tiempo real para medir los niveles de ARNm de TNFα, IFNγ, IL-17, TGFβ, IL2 e IL6 siguiendo procedimientos estandarizados.
Todos los ensayos se realizarán por triplicado.
Mediremos 27 citoquinas incluidas en un panel preestablecido Luminex Bio-Plex 27-plex.
Los análisis incluirán medidas de los mismos mediadores para los que se mide el análisis de metilación (TNFα, IFNγ, IL-17, TGFβ, IL2 e IL6), que representan los candidatos más fuertes para sus funciones en las células Th, como se muestra en modelos cardiovasculares de hipertensión. .
Los mediadores inflamatorios restantes son IL7, IL8, IL12, GM-CSF, IL4, IL5, IL9, IL10, IL13, GM-CSF, IL1β, IL1ra, IL15, IL17, MCP1, MIP1α, MIP1β, PDGF-BB, VEGF, FGF , RANTES, IP-10, eotaxina, GCSF.
Las muestras se procesarán por triplicado.
Además, mediremos la PCR plasmática a través de un método de alta sensibilidad (Dade Behring).
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2 años
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Colaboradores e Investigadores
Aquí es donde encontrará personas y organizaciones involucradas en este estudio.
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Investigadores
- Investigador principal: Andrea Baccarelli, MD PHD MPH, HSPH
- Director de estudio: Frances Silverman, PHD, Unity Health Toronto
- Silla de estudio: Diane R. Gold, MD, HSPH
Publicaciones y enlaces útiles
La persona responsable de ingresar información sobre el estudio proporciona voluntariamente estas publicaciones. Estos pueden ser sobre cualquier cosa relacionada con el estudio.
Publicaciones Generales
- Brook RD, Rajagopalan S, Pope CA 3rd, Brook JR, Bhatnagar A, Diez-Roux AV, Holguin F, Hong Y, Luepker RV, Mittleman MA, Peters A, Siscovick D, Smith SC Jr, Whitsel L, Kaufman JD; American Heart Association Council on Epidemiology and Prevention, Council on the Kidney in Cardiovascular Disease, and Council on Nutrition, Physical Activity and Metabolism. Particulate matter air pollution and cardiovascular disease: An update to the scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010 Jun 1;121(21):2331-78. doi: 10.1161/CIR.0b013e3181dbece1. Epub 2010 May 10.
- O'Toole TE, Conklin DJ, Bhatnagar A. Environmental risk factors for heart disease. Rev Environ Health. 2008 Jul-Sep;23(3):167-202. doi: 10.1515/reveh.2008.23.3.167.
- Zanobetti A, Canner MJ, Stone PH, Schwartz J, Sher D, Eagan-Bengston E, Gates KA, Hartley LH, Suh H, Gold DR. Ambient pollution and blood pressure in cardiac rehabilitation patients. Circulation. 2004 Oct 12;110(15):2184-9. doi: 10.1161/01.CIR.0000143831.33243.D8. Epub 2004 Oct 4.
- Brook RD, Rajagopalan S. Particulate matter, air pollution, and blood pressure. J Am Soc Hypertens. 2009 Sep-Oct;3(5):332-50. doi: 10.1016/j.jash.2009.08.005.
- Brook RD, Bard RL, Burnett RT, Shin HH, Vette A, Croghan C, Phillips M, Rodes C, Thornburg J, Williams R. Differences in blood pressure and vascular responses associated with ambient fine particulate matter exposures measured at the personal versus community level. Occup Environ Med. 2011 Mar;68(3):224-30. doi: 10.1136/oem.2009.053991. Epub 2010 Oct 8.
- Liu L, Ruddy T, Dalipaj M, Poon R, Szyszkowicz M, You H, Dales RE, Wheeler AJ. Effects of indoor, outdoor, and personal exposure to particulate air pollution on cardiovascular physiology and systemic mediators in seniors. J Occup Environ Med. 2009 Sep;51(9):1088-98. doi: 10.1097/JOM.0b013e3181b35144.
- O'Neill MS, Veves A, Zanobetti A, Sarnat JA, Gold DR, Economides PA, Horton ES, Schwartz J. Diabetes enhances vulnerability to particulate air pollution-associated impairment in vascular reactivity and endothelial function. Circulation. 2005 Jun 7;111(22):2913-20. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.517110. Epub 2005 May 31.
- Baccarelli A, Cassano PA, Litonjua A, Park SK, Suh H, Sparrow D, Vokonas P, Schwartz J. Cardiac autonomic dysfunction: effects from particulate air pollution and protection by dietary methyl nutrients and metabolic polymorphisms. Circulation. 2008 Apr 8;117(14):1802-9. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.726067. Epub 2008 Mar 31.
- Adar SD, Gold DR, Coull BA, Schwartz J, Stone PH, Suh H. Focused exposures to airborne traffic particles and heart rate variability in the elderly. Epidemiology. 2007 Jan;18(1):95-103. doi: 10.1097/01.ede.0000249409.81050.46.
- Zhong J, Trevisi L, Urch B, Lin X, Speck M, Coull BA, Liss G, Thompson A, Wu S, Wilson A, Koutrakis P, Silverman F, Gold DR, Baccarelli AA. B-vitamin Supplementation Mitigates Effects of Fine Particles on Cardiac Autonomic Dysfunction and Inflammation: A Pilot Human Intervention Trial. Sci Rep. 2017 Apr 3;7:45322. doi: 10.1038/srep45322.
- Zhong J, Karlsson O, Wang G, Li J, Guo Y, Lin X, Zemplenyi M, Sanchez-Guerra M, Trevisi L, Urch B, Speck M, Liang L, Coull BA, Koutrakis P, Silverman F, Gold DR, Wu T, Baccarelli AA. B vitamins attenuate the epigenetic effects of ambient fine particles in a pilot human intervention trial. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Mar 28;114(13):3503-3508. doi: 10.1073/pnas.1618545114. Epub 2017 Mar 13. Erratum In: Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Apr 18;114(16):E3367.
- Zhong J, Urch B, Speck M, Coull BA, Koutrakis P, Thorne PS, Scott J, Liu L, Brook RD, Behbod B, Gibson H, Silverman F, Mittleman MA, Baccarelli AA, Gold DR. Endotoxin and beta-1,3-d-Glucan in Concentrated Ambient Particles Induce Rapid Increase in Blood Pressure in Controlled Human Exposures. Hypertension. 2015 Sep;66(3):509-16. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.115.05342. Epub 2015 Jun 29.
Fechas de registro del estudio
Estas fechas rastrean el progreso del registro del estudio y los envíos de resultados resumidos a ClinicalTrials.gov. Los registros del estudio y los resultados informados son revisados por la Biblioteca Nacional de Medicina (NLM) para asegurarse de que cumplan con los estándares de control de calidad específicos antes de publicarlos en el sitio web público.
Fechas importantes del estudio
Inicio del estudio
1 de junio de 2013
Finalización primaria (Actual)
1 de julio de 2014
Finalización del estudio (Actual)
1 de julio de 2014
Fechas de registro del estudio
Enviado por primera vez
8 de mayo de 2013
Primero enviado que cumplió con los criterios de control de calidad
24 de mayo de 2013
Publicado por primera vez (Estimar)
30 de mayo de 2013
Actualizaciones de registros de estudio
Última actualización publicada (Actual)
11 de mayo de 2017
Última actualización enviada que cumplió con los criterios de control de calidad
10 de mayo de 2017
Última verificación
1 de mayo de 2017
Más información
Términos relacionados con este estudio
Palabras clave
Términos MeSH relevantes adicionales
Otros números de identificación del estudio
- 1R21ES021895-01 (Subvención/contrato del NIH de EE. UU.)
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