Keuhkot tulessa: Metsäpalojen savu, ilmaantuvat sairaudet, alttiit väestöryhmät ja yhteisön arvot Kanadassa (LoF)

TARKOITUS: Käyttää kontrolloitujen ihmisaltistusten vastauksia puunpolton savuun, mallina metsäpalosavulle (WFS), kvantifioimaan riskiä ja lisäämään biologista uskottavuutta olettamukselle, että WFS:ään liittyvä 2,5 mikrometriä tai vähemmän halkaisijaltaan oleva hiukkasmateriaali (PM2.5) edistää neurologisten ja kroonisten keuhkosairauksien kehittymistä.

Tutkimuksen altistusryhmät:

Ryhmä A: 3 peräkkäistä päivää, joilla 2 h puunpolton savun altistusta 35 µg/m³ PM2.5:lle. Ryhmä B: 3 peräkkäistä päivää, joilla 2 h puunpolton savun altistusta 105 µg/m³ PM2.5:lle. Ryhmä C: 2 peräkkäistä päivää suodatettua ilmaa (FA), jota seuraa 1 päivä, jolla 2 h puunpolton savun altistusta 315 µg/m³ PM2.5:lle.

HYPTEESI, PERUSTELUT JA TAVOITTEET Tavoite 1A: Lisätä uskottavuutta ja kvantifioida riski WFS:n osuudelle kroonisessa keuhkosairaudessa.

Hypoteesi 1A: Tutkijat määrittävät mekanismeja, jotka uskottavasti yhdistävät WFS-altistuksen kroonisen sairauden kehittymiseen yhdistämällä WFS-altistukset keuhkotoiminnan heikkenemiseen, astmaan, krooniseen obstruktiiviseen keuhkosairauteen (COPD) tai keuhkosyöpään.

Arvioida WFS-altistuksen yhdistämisen uskottavuutta kroonisiin keuhkosairauksiin, kuten astmaan, COPD:iin ja keuhkosyöpään.

Arvioida WFS:n biologisia vaikutuksia hengitysteihin.

• Erityisesti, mitkä ovat altistuskonsentraation, intensiteetin ja ajan vaikutukset tulehduksellisiin ja immunomodulaatorisiin vasteisiin WFS-altistuksessa?
• Useat biologiset reitit voivat yhdistää WFS-altistukset kroonisten hengityssairauksien, kuten astman, COPD:n ja keuhkosyövän, kehittymiseen. Nämä sisältävät oksidatiivisen stressin ja tulehduksen vaikutukset epiteelisen esteen eheyteen, mikä voi helpottaa kontaktia immuunisoluihin, allergeenien herkistymistä, lisääntynyttä infektioalttiutta ja kudoksen uudelleenmuokkausta, joka heikentää keuhkotoimintaa. Epigenetiikka, erityisesti DNA-metylaatio (DNAm), on toinen mahdollinen mekanismi, joka yhdistää WFS:n krooniseen sairauteen, ja hengitysteiden mikrobistokin voi osallistua useiden reittien kautta. Kuitenkin WFS eroaa yleisestä kaupunkien ja liikenteen aiheuttamasta ilmansaasteesta (TRAP), joten toistaiseksi osoitettuja TRAP-altistuksen vaikutuksia ei voida olettaa koskevan WFS:ää.

Tavoite 1B: Käyttää kontrolloitua ihmisaltistustutkimusta tunnistamaan eri WFS-altistusintensiteeteillä:

1.1 Kroonisten neurologisten sairauksien kehittymiseen liittyvät neurokognitiiviset muutokset 1.2 Ajalliset kaavat asiaankuuluvien kiertävien neurotulehdusmarkkerien ilmaantumiselle ja häviämiselle 1.3 Sukupuoli, ikä ja genetiikka yllä mainittujen ilmiöiden vaikutusta muokkaavina altistustekijöinä

Hypoteesi 1B: Tutkijat osoittavat häiriöitä aivojen oletustilaverkostossa (DMN) ja intensiteettiin riippuvaisia lisäyksiä kiertävissä neurotulehdusmarkkereissa, erityisesti vanhemmissa yksilöissä ja niillä, joilla on genotyypit, jotka aiheuttavat puutteellisen antioksidanttimetabolian tai riskin dementiaan.

TUTKIMUSSUUNNITTELU Satunnaistettu, kaksoissokko, ristiinverrattava ihmisaltistustutkimus.

TILASTOLLINEN ANALYYSI Data analysoidaan R:llä käyttäen yleistettyjä ja lineaarisia sekavaikutusmalleja. Mallit suoritetaan altistuksen kiinteänä vaikutuksena ja osallistujan ID:n satunnaisena vaikutuksena.