Étude humaine pour développer une signature de l'exposition professionnelle aux gaz d'échappement diesel (DICE)

1. Objectif : Plus de 100 000 employés en Alberta sont exposés par inadvertance aux gaz d'échappement diesel au travail en raison de l'utilisation généralisée de moteurs diesel dans les véhicules et les machines utilisées dans la construction de routes, le camionnage, la foresterie, l'extraction de pétrole et l'exploitation minière. Bien que la surveillance de l'air ambiant de l'exposition aux GED existe dans certains milieux de travail, la surveillance de l'air ambiant dépend fortement de modèles de substitution et peut donner une image déformée de l'exposition passée aux gaz d'échappement. Ainsi, une limite d'exposition claire basée sur la biosurveillance est nécessaire pour protéger adéquatement les travailleurs.
2. Objectif : Notre recherche vise à établir la relation entre la concentration d'exposition et l'effet biologique en tant qu'aide à la détermination de plages de référence pour une exposition acceptable.

3. Hypothèses et objectifs :

   Hypothèse 1 : L'inhalation de gaz d'échappement diesel (DE) provoque une production caractéristique de protéines, de manière dose-dépendante.

   Objectif 1. Démontrer, à l'aide d'une analyse protéomique du sérum et de l'urine, une signature qui augmente de manière aiguë en réponse à une gamme de concentrations de DE pertinentes sur le plan professionnel.

   Hypothèse 2 : L'inhalation de DE augmente les concentrations de métabolites des hydrocarbures polyaromatiques (HAP) dans l'urine, de manière dose-dépendante.

   Objectif 2. Déterminer la plage d'accumulation des métabolites des HAP dans l'urine suite à une exposition aiguë à une plage de concentrations de DE pertinentes sur le plan professionnel.

   Hypothèse 3 : L'inhalation de DE modifie la réactivité des voies respiratoires à un stimulus contractile, de manière dose-dépendante, et cette altération est associée à des modifications d'une signature protéomique/HAP-métabolomique combinée.

   Objectif 3 : Déterminer la pente dose-réponse à la méthacholine, en réponse à une gamme de concentrations de DE pertinentes sur le plan professionnel, et corréler les changements de cette pente aux changements dans les protéines et les métabolites.

   De plus, nous visons à établir la relation entre une gamme de concentrations d'exposition aux DE contrôlées et la qualité du sommeil et la respiration pendant le sommeil à travers la sous-composante de l'étude.

4. Justification:

   Notre travail informera les décideurs et les parties prenantes dans la création de politiques fondées sur des preuves pour limiter l'exposition professionnelle aux gaz d'échappement diesel en fonction de la biologie pertinente.

5. Méthode de recherche:

   Il s'agit d'une étude d'exposition humaine croisée, randomisée, en double aveugle.

   Ce projet vise à déterminer des marqueurs d'exposition aux GED utilisables en milieu professionnel. Par conséquent, nous utiliserons une gamme de niveaux d'exposition professionnelle pour contextualiser de manière appropriée nos résultats. Pour cela, 20 participants sains seront exposés à une condition contrôle et à 3 niveaux différents de concentration en DE, chacun pendant une durée de 4 heures, dans un ordre aléatoire. Chaque exposition sera séparée par une période de sevrage de deux semaines. Les niveaux seront DE titrés à 20, 50 et 150 ug/m3 PM2.5, et l'exposition témoin sera de l'air filtré (FA).

   Les participants subiront un défi à la méthacholine et fourniront des échantillons d'urine et de sang avant et après les expositions pour analyser la fonction pulmonaire et les réponses biologiques.

   Si les participants consentent à participer à la sous-étude sur le sommeil, ils recevront des questionnaires supplémentaires tout au long de leurs visites concernant la qualité de leur sommeil. Les participants recevront un moniteur de sommeil Alice NightOne et des instructions sur la façon d'utiliser l'équipement. Le moniteur de sommeil sera branché par le participant à la maison lorsqu'il est sur le point de dormir, après une exposition, et surveillera ses habitudes de sommeil pour cette nuit-là.

6. Analyses statistiques:

Tout d'abord, les changements dans les paramètres cliniques (méthacholine PC20 et pente dose-réponse) et l'abondance des protéines sanguines sériques entre la pré- et la post-exposition seront déterminés. Ces valeurs « delta » seront statistiquement comparées entre les expositions à l'aide de modèles linéaires à effets mixtes utilisant le programme R, comme indiqué dans nos publications précédentes à partir de protocoles de conception similaire de notre groupe. Les valeurs de p<0,05 seront considérées comme significatives tout au long, avec des ajustements pour les comparaisons multiples. Bien que la période de sevrage de 2 semaines vise à minimiser la probabilité d'effets de report, nous évaluerons formellement cela en incluant un terme pour l'ordre des expositions dans les modèles.

Les analyses de la composante sommeil seront effectuées à l'Hôpital d'Ottawa et seront complétées au moyen d'un modèle linéaire ou logistique à effets mixtes, selon le cas, à l'aide du programme R. Méthodes similaires aux données recueillies dans l'étude principale. L'interprétation des données sera complétée par un algorithme logiciel sur le serveur local.