Ilmansaasteet, epigenetiikka ja sydän- ja verisuoniterveys: ihmisen interventiotutkimus (EPI-Air)
keskiviikko 10. toukokuuta 2017 päivittänyt: Andrea Baccarelli, Harvard School of Public Health (HSPH)
Tässä tutkimuksessa formuloituja pillereitä käytetään parantamaan ilmansaasteiden vaikutusta epigeneettisiin muutoksiin, erityisesti DNA:n metylaatioon, joka saattaa olla yhteydessä hiukkasten ilmansaasteiden hengittämiseen ja sydän- ja verisuonisairauksiin. Tämä saavutetaan siten, että vitamiinit, jotka toimivat metyyliluovuttajina, lisäävät metyyliryhmän DNA:han kääntääkseen ilmansaasteille altistumisesta havaitun häviön.
Erityisesti tätä tutkimusta varten Jamieson Laboratories on valmistanut metyyliluovuttajalisän, joka sisältää 50 mg B6-vitamiinia ja 1 mg B12-vitamiinia (molemmat Health Canadan hyväksymien rajojen sisällä) ja 2,5 mg foolihappoa. Ei-vitamiini-aineosat ovat ne, joita käytetään yleisesti pillereiden valmistuksessa. Foolihappopitoisuus on kuitenkin 2,5 mg, mikä ylittää Health Canadan luonnolliselle terveystuotteelle asettaman 1,0 mg:n rajan. Tätä pitoisuutta on kuitenkin käytetty aiemmissa akateemisissa tutkimuksissa turvallisesti ja tehokkaasti, ja sen on myös muotoillut Jamieson Laboratories. (ClinicalTrials.gov numero, NCT00106886; Nykyinen valvottujen kokeilujen numero, ISRCTN14017017. HOPE2-tutkimus).
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Valmis
Ehdot
Interventio / Hoito
Yksityiskohtainen kuvaus
Ilmansaasteet on laajalle levinnyt ympäristöuhka, jonka arvioidaan aiheuttavan noin 800 000 kuolemaa vuosittain maailmanlaajuisesti, pääasiassa sydän- ja verisuonisairauksien vuoksi.
Tässä ehdotuksessa käsitellään ilmansaasteiden vaikutuksia koskevaa perustavaa laatua olevaa mekanistista ja farmakologista kysymystä, joka voidaan ratkaista tehokkaimmin kontrolloiduilla ihmisten altistumiskokeilla: onko altistuksella epigeneettisiä vaikutuksia, joilla voi olla myöhempiä subkliinisiä tai kliinisiä seurauksia, ja voidaanko haittavaikutuksia vähentää turvallisesti farmakologisesti?
In vitro ja ihmisillä tehdyistä tutkimuksista saadut johdonmukaiset todisteet ovat osoittaneet, että altistuminen ilman hiukkaspäästöille (PM, eli hienot hiukkaset) indusoi DNA:n hypometylaatiota, epigeneettistä prosessia, joka voi olla taustalla tulehdusgeenien aktivoitumiselle ja jonka oletetaan yhdistävän hiukkasten hengittämistä. PM keuhkoihin sydän- ja verisuonitulehdusten ja haitallisten vasteiden kanssa.
Tavoitteemme on selvittää, voiko farmakologinen interventio metyyliluovuttajilla (eli foolihapon, B6- ja B12-vitamiinien, betaiinin, metioniinin ja koliinin) kanssa estää tämän DNA:n metylaatiohäviön ja lieventää PM-altistuksen aiheuttamia kardiovaskulaarisia vaikutuksia.
Tutkijat käyttävät kokeita ihmisen kontrolloidusta PM-altistumisesta - jotka toistavat altistumisolosuhteet, jotka ovat samankaltaisia kuin todellisessa elämässä kaupunkiympäristöissä - suorittaakseen kaksoissokkoutetun, lumekontrolloidun crossover-tutkimuksen.
Tutkijat testaavat, heikentääkö farmakologinen interventio metyyliluovuttajilla PM-altistuksen vaikutuksia DNA:n metylaatioon (tavoite 1), mRNA:n ilmentymiseen ja plasman sytokiineihin (tavoite 2) ja verenpaineeseen, valtimoiden vasokonstriktioon, endoteelin toimintaan ja autonomiseen hallintaan. sydän (tavoite 3).
Tutkijoiden tutkimus on valmis olemaan ensimmäinen ihmistutkimus, joka kääntää runsaasti eläintietoja, jotka osoittavat, että metyyliluovuttajia voidaan käyttää epigeneettisten tilojen muokkaamiseen ja ympäristövaikutusten estämiseen.
Tutkijoilla on ainutlaatuinen mahdollisuus saavuttaa tämä tavoite, koska meillä on käytössämme yksi harvoista laitoksista maailmanlaajuisesti ihmisen kontrolloidun altistuksen tutkimuksia varten sekä huippuluokan resurssit epigenetiikan tutkimuksiin.
Tutkijat tutkivat DNA:n metylaatiota ja mRNA:n ilmentymistä ihmisyksilöiden T-auttajasoluissa, solutyypissä, jolla on avainrooleja haitallisten hypertensiivisten ja endoteelivasteiden määrittämisessä, kuten useissa eläinmalleissa on osoitettu.
Tutkijat testaavat metyyliluovuttajien vaikutuksia sydän- ja verisuonisairauksien päätepisteisiin, jotka ovat erittäin herkkiä hiukkasille altistumiselle.
Tutkijat tutkivat edistyneiden tilastollisten menetelmien käyttöä välitysanalyyseissä ymmärtääkseen PM:n, DNA:n metylaation, RNA:n ilmentymisen, plasman sytokiinien ja kardiovaskulaaristen päätepisteiden välisiä suhteita.
Tutkimuksen suorittaa tutkijaryhmä, joka on tehnyt perustavanlaatuista työtä kaikilla tutkimusalueilla, joihin tämä ehdotus perustuu, mukaan lukien ympäristöepigenetiikka, PM:n sydän- ja verisuonivaikutukset ja ihmisen kontrolloidut altistustutkimukset.
Opintotyyppi
Interventio
Ilmoittautuminen (Todellinen)
10
Vaihe
- Vaihe 1
Yhteystiedot ja paikat
Tässä osiossa on tutkimuksen suorittajien yhteystiedot ja tiedot siitä, missä tämä tutkimus suoritetaan.
Opiskelupaikat
-
-
Ontario
-
Toronto, Ontario, Kanada, M5T 1R4
- Gage Occupational and Environmental Health St. Michael's Hospital/University of Toronto
-
-
Osallistumiskriteerit
Tutkijat etsivät ihmisiä, jotka sopivat tiettyyn kuvaukseen, jota kutsutaan kelpoisuuskriteereiksi. Joitakin esimerkkejä näistä kriteereistä ovat henkilön yleinen terveydentila tai aiemmat hoidot.
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
14 vuotta - 56 vuotta (Aikuinen)
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Ei
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Kaikki
Kuvaus
Sisällyttämiskriteerit:
- Terve vapaaehtoinen
- Ikä 18-60 vuotta
- Tupakoimaton
- on kyettävä paastoamaan 8 tuntia ennen altistuskäyntejä ja vielä 4 tuntia altistuksen aikana
Poissulkemiskriteerit:
- Koehenkilöt eivät saa käyttää säännöllisesti multivitamiineja, C- ja E-vitamiineja, folaattia, lääkkeitä, kalaöljyä tai aspiriinia, oraalisia tai inhaloitavia steroideja 4 viikkoon ennen tutkimusta ja sen aikana.
- Lipidien poikkeavuudet
- Astma tai hengityselinten sairaus
- Verenpainetauti (Bp> 140/90) tai verenpainelääke
- Tunnettu sydänsairaus
- epänormaalit homokysteiini- tai glukoositasot
Opintosuunnitelma
Tässä osiossa on tietoja tutkimussuunnitelmasta, mukaan lukien kuinka tutkimus on suunniteltu ja mitä tutkimuksella mitataan.
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Muut
- Jako: Ei satunnaistettu
- Inventiomalli: Yksittäinen ryhmätehtävä
- Naamiointi: Yksittäinen
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: metyyliluovuttaja
Metyyliluovuttaja koostuu: 2,5 mg foolihappoa, 50 mg B6-vitamiinia ja 1 mg B12-vitamiinia Suunnitelmaan sisältyy 2 viikon lumelääkeajo, jota seuraa perustason nollatutkimus (2 tunnin altistuminen lääketieteelliselle ilmalle), jotta saadaan vertailuarvot kaikille arvioiduille muuttujia. Osallistujat saavat sitten 4 viikon plasebohoidon ennen ensimmäistä PM2.5-altistustutkimusta. Toista PM2.5-altistusta edeltää 4 viikon metyyliluovuttajahoito (annos: 2,5 mg foolihappoa, 50 mg B6-vitamiinia ja 1 mg B12-vitamiinia kerran päivässä). |
Suunnitelmaan sisältyy 2 viikon lumelääkeajo, jota seuraa perustutkimuksen nollatutkimus (2 tunnin altistuminen lääketieteelliselle ilmalle), jotta saadaan vertailuarvot kaikille arvioiduille muuttujille.
Osallistujat saavat sitten 4 viikon plasebohoidon ennen ensimmäistä PM2.5-altistustutkimusta.
Toista PM2.5-altistusta edeltää 4 viikon metyyliluovuttajahoito (annos: 2,5 mg foolihappoa, 50 mg B6-vitamiinia ja 1 mg B12-vitamiinia kerran päivässä).
Muut nimet:
|
|
Placebo Comparator: plasebo
lumelääke: Suunnitelmaan sisältyy 2 viikon lumelääkeajo, jota seuraa perustutkimuksen nollatutkimus (2 tunnin altistuminen lääketieteelliselle ilmalle), jotta saadaan vertailuarvot kaikille arvioiduille muuttujille.
Osallistujat saavat sitten 4 viikon plasebohoidon ennen ensimmäistä PM2.5-altistustutkimusta.
Toista PM2.5-altistusta edeltää 4 viikon metyyliluovuttajahoito (annos: 2,5 mg foolihappoa, 50 mg B6-vitamiinia ja 1 mg B12-vitamiinia kerran päivässä).
|
Plasebo
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
DNA-metylaatio kuuden ehdokasgeenin (TNFa, TGFb, IFNg, IL17, IL2, IL6) kiertävissä T-auttajalymfosyyteissä
Aikaikkuna: 2 vuotta
|
Veri kerätään laskimoflebotomiasta ja käsitellään Th-solujen eristämiseksi 4 tunnin sisällä.
DNA-uutto suoritetaan manuaalisesti tuoreista jäätymättömistä soluista.
DNA-metylaatioanalyysit suoritetaan käyttämällä bisulfiitti-polymeraasiketjureaktio-pyrosekvensointia.
Kohdesekvenssien valitsemiseksi kustakin geenistä luotamme sekä aiemmista tutkimuksista saatuihin määrityksiin että bioinformaattiseen analyysiin käyttämällä genomiselaimen tietoja transkriptiotekijän sitoutumiskohdista, jotka ovat konservoituneet ihmisen/hiiri/rotta-kohdistuksessa, aktiivisiin säätelysekvensseihin liittyviin histonimerkkeihin ja geeniin. saavutettavuus ja nukleosomien käyttöaste.
Validoimme kaikki määritykset käyttämällä titrauskäyrää, jossa on 0–100 % metyloitua DNA:ta.
Erävaikutusta kontrolloidaan: a) käyttämällä 0 %, 50 %, 100 % metylaatiota ja universaalia DNA:ta jokaisessa levyssä; b) ajetaan kaikki näytteet samalta vapaaehtoiselta yhdelle levylle.
Laitamme väliin 5 % sokea kaksoiskappale toistettavuuden testaamiseksi.
Kaikki näytteet analysoidaan kahtena rinnakkaisena.
|
2 vuotta
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Verenpaine (BP), olkavarren valtimon halkaisija (BAD), endoteeliriippuvainen virtausvälitteinen laajentuminen (ED-FMD) ja sykevaihtelu (HRV).
Aikaikkuna: 2 vuotta
|
Verenpaine mitataan 30 minuutin välein altistuksen aikana käyttämällä automaattista oskillometristä ambulatorista monitoria, joka on kiinnitetty vasempaan käsivarteen.
Jokaisena ajankohtana otetaan kolme verenpainemittausta 1 minuutin välein, ja käytetään 2. ja 3. mittauksen keskiarvoa.
BAD-, suu- ja sorkkatauti- ja nitroglyseriinivälitteinen dilataatio mitataan Terason 2000 -ultraäänellä 7,5-10,0
megahertsin lineaarinen ryhmämuunnin.
Suu- ja sorkkataudin huippua tänä aikana käytetään ensisijaisena endoteelin toiminnan tutkimuksen tuloksena.
Jatkuva EKG-monitorointi suoritetaan käyttämällä korkearesoluutioisia digitaalisia 12-kytkentäisiä Holter-monitoreja.
Holter-seurantaa suoritetaan 24 tunnin ajan, joka sisältää ennen (altistusta edeltävä testaus), 2 tunnin altistuksen aikana ja altistuksen jälkeen (juuri sen jälkeen ja 24 tuntia sen jälkeen).
Välittömästi ennen altistusta, altistuksen jälkeen ja 24 tuntia myöhemmin keräämme 10 minuutin lepoasennon HRV-lukemat.
HRV arvioidaan 5 minuutin EKG-tiedoilla käyttäen standardoituja tekniikoita.
|
2 vuotta
|
Muut tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Tulehdusgeenien (TNFa, TGFb, IFNg, IL17, IL2, IL6) mRNA-ilmentyminen kiertävissä T-auttajalymfosyyteissä; plasman sytokiinit.
Aikaikkuna: 2 vuotta
|
Uutamme kokonais-RNA:n Th-soluista, jotka on eristetty ja säilytetty välittömästi mRNA:ssa myöhemmin.
Suunnittelemme reaaliaikaisia PCR-määrityksiä TNFa-, IFNy-, IL-17-, TGFp-, IL2- ja IL6-mRNA-tasojen mittaamiseksi standardoitujen menetelmien mukaisesti.
Kaikki määritykset suoritetaan kolmena kappaleena.
Mittaamme 27 sytokiinia, jotka sisältyvät valmiiksi asetettuun Luminex Bio-Plex 27-plex -paneeliin.
Analyyseihin sisältyy mittauksia samoista välittäjistä, joille metylaatioanalyysi mitataan (TNFα, IFNy, IL-17, TGFβ, IL2 ja IL6), jotka edustavat vahvimpia ehdokkaita rooliinsa Th-soluissa, kuten verenpaineen sydän- ja verisuonimallit osoittavat. .
Loput tulehdusvälittäjät ovat IL7, IL8, IL12, GM-CSF, IL4, IL5, IL9, IL10, IL13, GM-CSF, IL1β, IL1ra, IL15, IL17, MCP1, MIP1α, MIP1β, PDGF, FGF, , RANTES, IP-10, eotaksiini, GCSF.
Näytteet ajetaan kolmena kappaleena.
Lisäksi mittaamme plasman CRP:tä korkean herkkyyden menetelmällä (Dade Behring).
|
2 vuotta
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Täältä löydät tähän tutkimukseen osallistuvat ihmiset ja organisaatiot.
Tutkijat
- Päätutkija: Andrea Baccarelli, MD PHD MPH, HSPH
- Opintojohtaja: Frances Silverman, PHD, Unity Health Toronto
- Opintojen puheenjohtaja: Diane R. Gold, MD, HSPH
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Tutkimusta koskevien tietojen syöttämisestä vastaava henkilö toimittaa nämä julkaisut vapaaehtoisesti. Nämä voivat koskea mitä tahansa tutkimukseen liittyvää.
Yleiset julkaisut
- 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.
Opintojen ennätyspäivät
Nämä päivämäärät seuraavat ClinicalTrials.gov-sivustolle lähetettyjen tutkimustietueiden ja yhteenvetojen edistymistä. National Library of Medicine (NLM) tarkistaa tutkimustiedot ja raportoidut tulokset varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt laadunvalvontastandardit, ennen kuin ne julkaistaan julkisella verkkosivustolla.
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus
Lauantai 1. kesäkuuta 2013
Ensisijainen valmistuminen (Todellinen)
Tiistai 1. heinäkuuta 2014
Opintojen valmistuminen (Todellinen)
Tiistai 1. heinäkuuta 2014
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Keskiviikko 8. toukokuuta 2013
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Perjantai 24. toukokuuta 2013
Ensimmäinen Lähetetty (Arvio)
Torstai 30. toukokuuta 2013
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Torstai 11. toukokuuta 2017
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Keskiviikko 10. toukokuuta 2017
Viimeksi vahvistettu
Maanantai 1. toukokuuta 2017
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- 1R21ES021895-01 (Yhdysvaltain NIH-apuraha/sopimus)
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .