Epigenetikai hatásmódosítások ózonterheléssel egészséges önkénteseken (Geminoz)

Az ózonnal végzett kontrollált humán expozíciós vizsgálatok a tüdőfunkció csökkenéséről (Devlin és mtsai. 2012; Kim és mtsai. 2011) és a gyulladás fokozódásáról számoltak be (Kim és mtsai. 2011; Koren és mtsai. 1991; Liu és mtsai. 2009; Romieu et al. . 2008). Az egészséges fiatal önkéntesek ózonra adott válaszának tartománya azonban egy nagyságrendű, és ha az egyének néhány hónappal később ózonnak vannak kitéve, megtartják hierarchiáját a válaszgörbén, ami arra utal, hogy a hosszú életű tényezők felelősek. Számos tanulmány kimutatta, hogy az oxidatív stresszgének, például a GSTM1 vagy az NQO1 polimorfizmusai összefüggésbe hozhatók a légszennyező anyagokra való reagálással (Bergamaschi et al. 2001; Corradi et al. 2002). Az elmúlt évtizedben azonban sok kutató elkezdte feltárni az epigenomot, mint lehetséges kapcsolatot a környezeti mérgező anyagoknak való kitettség és a betegségek között. Az epigenetika a génexpressziót és a fenotípust befolyásoló nem genetikai mechanizmusokra utal (Cortessis et al. 2012). Az általánosan vizsgált epigenetikai változások közé tartozik a DNS-metiláció, a hisztonmódosítás és a nem kódoló RNS-expresszió (pl. mikro-RNS). A közelmúltban a Harvard School of Public Health a DNS-metilációt vizsgálta, mint a levegőszennyezés által kiváltott káros egészségügyi hatások hatásmódosítóját (Bind et al. 2012). Ez a csoport a VA Normative Aging Study korábbi háborús veteránjait képviselő kohorsz felhasználásával erősebb hatásokat figyelt meg a szív- és érrendszeri betegségekhez kapcsolódó DNS-metilációs státuszú vér biomarkereiben, mind globálisan, mind a jelölt géneken belül. Ezenkívül Salam et al. azt találta, hogy a frakcionált kilégzett nitrogén-monoxid, a tüdőgyulladás markere, összefügg a rövid távú PM 2,5 koncentrációval, valamint a NOS2 epigenetikai és genetikai eltéréseivel gyermekeknél (2012). Így ezek a tanulmányok azt sugallják, hogy az epigenetikai változások befolyásolhatják a szennyező anyagokkal szembeni érzékenységet. Ezenkívül a levegőszennyezés által kiváltott egészségügyi hatások lehetséges útját jelentő akut epigenetikai változásokat is összefüggésbe hozták a részecskék és a környezeti gáz-halmazállapotú szennyező anyagok belélegzésével (Baccarelli és mtsai. 2009; Bellavia és mtsai. 2013; Bollati et al. 2010; De Prins és mtsai 2013; Madrigano és mtsai 2011; Tarantini és mtsai 2009). Ezért lehetséges, hogy az egyén epigenetikai profilja többé-kevésbé érzékenysé teheti az ózonra, és maga az ózonexpozíció akut változásokat okozhat az epigenomban, ami viszont befolyásolhatja az ózonérzékenységet.

A légszennyező anyagokkal kapcsolatos epigenetikai változásokat vizsgáló korábbi tanulmányok nehezen tudták szétválasztani a genetikai és epigenetikai tényezők szerepét. Ennek egyik módja az egypetéjű (MZ) ikrek tanulmányozása. Az MZ ikrek akkor keletkeznek, amikor az embrionális fejlődés során egyetlen zigótából két vagy több leánysejt hasad le, és két egyedet képeznek azonos genetikai szekvenciákkal (Fraga és mtsai 2005), de eltérő epigenomokkal (Li et al. 2013; Szyf 2007). Számos olyan betegség, amelyben az MZ ikrek diszharmonikusak, mint például a bipoláris és skizofrénia zavarok (Bonsch és mtsai. 2012; Dempster és mtsai. 2011), az asztma (Runyon et al. 2012), az autizmus spektrum zavar (Wong és mtsai. 2013) és az emlőrák (Heyn et al. 2013), epigenetikai variabilitást feltételeznek okként. Ezért, mivel a betegség állapotának eltérését már összefüggésbe hozták az epigenetikai változásokkal, ez tovább valószínűsíti azt az elképzelést, hogy az epigenetika felelős lehet egyes alanyok ózonexpozícióra való érzékenységéért, míg mások nem reagálnak. Ha az MZ ikreket használjuk e vizsgálat egyik célpopulációjaként, teljes mértékben feltárható a pusztán epigenetikából adódó variabilitás, a genetika befolyása nélkül.

Ebben a vizsgálatban a kutatók a tüdőgyulladás változásait fogják mérni egészséges alanyok és egészséges ikerpárok tiszta levegőnek és ózonnak való kontrollált expozíciója után. Ezt a végpontot azért választották, mert a korábbi munkák kimutatták, hogy a légutakat borító hámsejtek az ózon első célpontjai, és gyulladást elősegítő citokinek, például IL-6 és IL-8 előállításával reagálnak. Az epigenetikai változások a szövet típusától függenek, és a légúti hámsejtek ecsetbiopsziával nyerhetők a bronchoszkópia során, és megvizsgálhatók epigenetikai változásokra. A kutatók meg fogják határozni, hogy az alanyok közötti epigenetikai alapprofilok közötti különbségek összefüggésben állnak-e az ózonra adott válaszkészséggel, és hogy maga az ózonexpozíció okoz-e akut változásokat az alany epigenomjában.