Estudio en seres humanos para desarrollar una firma de exposición ocupacional a gases de escape diésel (DICE)

1. Propósito: Más de 100 000 empleados en Alberta están expuestos inadvertidamente a los gases de escape de diésel en el trabajo debido al amplio uso de motores diésel en vehículos y máquinas utilizadas en la construcción de carreteras, camiones, silvicultura, extracción de petróleo y minería de minerales. Si bien el monitoreo del aire ambiental de la exposición a DE existe en algunos entornos laborales, el monitoreo del aire ambiental depende en gran medida de modelos sustitutos y puede generar una imagen distorsionada de la exposición anterior a los gases de escape. Por lo tanto, se necesita un límite de exposición claro basado en el control biológico para proteger adecuadamente a los trabajadores.
2. Objetivo: Nuestra investigación tiene como objetivo establecer la relación entre la concentración de exposición y el efecto biológico como ayuda para la determinación de rangos de referencia para una exposición aceptable.

3. Hipótesis y Objetivos:

   Hipótesis 1: La inhalación de gases de escape diésel (DE) provoca una producción de proteínas característica, de manera dependiente de la dosis.

   Objetivo 1. Demostrar, usando un análisis proteómico de suero y orina, una firma que aumenta agudamente en respuesta a un rango de concentraciones de DE relevantes para el lugar de trabajo.

   Hipótesis 2: La inhalación de DE aumenta las concentraciones de metabolitos de hidrocarburos poliaromáticos (HAP) en orina, de forma dosis-dependiente.

   Objetivo 2. Determinar el rango de acumulación de metabolitos de PAH en la orina después de una exposición aguda a un rango de concentraciones de DE relevantes para el lugar de trabajo.

   Hipótesis 3: la inhalación de DE altera la capacidad de respuesta de las vías respiratorias a un estímulo contráctil, de manera dependiente de la dosis, y esa alteración se asocia con cambios en una firma proteómica/metabolómica PAH combinada.

   Objetivo 3: determinar la pendiente dosis-respuesta de la metacolina, en respuesta a un rango de concentraciones de DE relevantes para el lugar de trabajo, y correlacionar los cambios en esta pendiente con los cambios en las proteínas y los metabolitos.

   Además, nuestro objetivo es establecer la relación entre un rango de concentraciones controladas de exposición a DE y la calidad del sueño y la respiración durante el sueño a través del componente del subestudio.

4. Justificación:

   Nuestro trabajo informará a los responsables de la toma de decisiones y a las partes interesadas en la creación de políticas basadas en evidencia para limitar la exposición ocupacional al escape de diésel según la biología relevante.

5. Método de investigación:

   Este es un estudio de exposición humana cruzado, aleatorizado, doble ciego.

   Este proyecto tiene como objetivo determinar los marcadores de exposición a DE que se pueden utilizar en un entorno laboral. Por lo tanto, utilizaremos un rango de niveles de exposición ocupacional para contextualizar adecuadamente nuestros resultados. Para ello, 20 participantes sanos serán expuestos a una condición control y 3 niveles diferentes de concentración de DE, cada uno por un periodo de 4 horas, en orden aleatorio. Cada exposición estará separada por un período de lavado de dos semanas. Los niveles serán DE titulados a 20, 50 y 150 ug/m3 PM2.5, y la exposición de control será aire filtrado (FA).

   Los participantes se someterán a un desafío con metacolina y proporcionarán muestras de orina y sangre antes y después de las exposiciones para analizar la función pulmonar y las respuestas biológicas.

   Si los participantes dan su consentimiento para participar en el subestudio del sueño, se les proporcionarán cuestionarios adicionales a lo largo de sus visitas relacionados con la calidad del sueño. Los participantes recibirán un monitor de sueño Alice NightOne e instrucciones sobre cómo operar el equipo. El participante conectará el monitor de sueño en casa cuando esté a punto de dormirse, después de una exposición, y controlará sus patrones de sueño esa noche.

6. Análisis estadístico:

En primer lugar, se determinarán los cambios en los parámetros clínicos (metacolina PC20 y pendiente de respuesta a la dosis) y la abundancia de proteínas en sangre sérica entre la exposición previa y posterior. Estos valores 'delta' se compararán estadísticamente entre exposiciones usando modelos de efectos mixtos lineales usando el programa R, como se describe en nuestras publicaciones anteriores de protocolos de diseño similar de nuestro grupo. Los valores de p<0,05 se considerarán significativos en todo momento, con ajustes para comparaciones múltiples. Aunque el período de lavado de 2 semanas pretende minimizar la probabilidad de efectos de arrastre, lo evaluaremos formalmente al incluir un término para el orden de las exposiciones en los modelos.

Los análisis para el componente del sueño se realizarán en el Hospital de Ottawa y se completarán a través de un modelo de efectos mixtos lineal o logístico, según corresponda, utilizando el programa R. Métodos similares a los datos recopilados del estudio principal. La interpretación de los datos se completará a través de un algoritmo de software en el servidor local.