Firme biologiche risultanti dall'esposizione professionale a miscele complesse di IPA (PAH-ProMetGen)

Gli IPA sono inquinanti ubiquitari che inducono diverse malattie, tra cui il cancro è l'endpoint più significativo, con un aumento dell'incidenza di tumori ai polmoni, alla pelle e alla vescica. Gli IPA inducono effetti genotossici (scambio di cromatidi fratelli, micronuclei, danno al DNA) ma richiedono l'attivazione metabolica nell'uomo come cancerogeni ad azione indiretta. Pertanto, la conoscenza delle vie metaboliche coinvolte in seguito all'esposizione a PAH è fondamentale per comprendere e prevenire i rischi di cancro. Inoltre, si presume che l'esposizione agli IPA induca altri effetti avversi sulla salute (diabete, infiammazione, infertilità, malattie cardiovascolari). Sfortunatamente, i biomarcatori precoci correlati alla malattia sono ancora in gran parte sconosciuti e la nostra comprensione dei meccanismi coinvolti è ancora limitata. I rari valori limite biologici esistenti si riferiscono a IPA non cancerogeni (pirene) o vie di disintossicazione (3-OHBaP per BaP), sebbene siano ora disponibili nuovi biomarcatori che riflettono la via genotossica del BaP (TetraolBaP). Vi è quindi la necessità di identificare biomarcatori più rilevanti di esposizione/effetto e di comprendere meglio le conseguenze biologiche derivanti dall'esposizione agli IPA e le relative vie metaboliche coinvolte.

Gli obiettivi del progetto sono:

• Comprendere e caratterizzare meglio gli impatti molecolari, metabolici e genotossici derivanti dall'esposizione agli IPA e collegare tali impatti con i livelli biologici di vari metaboliti degli IPA,
• Studiare l'influenza del metabolismo del BaP (percorso genotossico contro disintossicazione) sull'espressione differenziale di metaboliti/proteine ​​e sugli endpoint di genotossicità al fine di ottenere dati rilevanti per derivare nuovi valori limite biologici,
• Chiarire le associazioni tra deregolazioni omiche dovute a esposizioni a PAH e vie metaboliche attivate, al fine di definire biomarcatori di effetti candidati per il biomonitoraggio umano.

Le originalità del progetto sono le seguenti. In primo luogo, si tratta di uno studio sull'uomo eseguito in contesti professionali reali su lavoratori esposti a miscele rappresentative di IPA. Si tratta di un approccio multidisciplinare che combina simultaneamente biomonitoraggio aggiornato, analisi omiche e citogenetiche, che fornirà una visione completa delle reazioni metaboliche e delle espressioni proteiche a seguito dell'esposizione professionale a miscele di IPA e consentirà l'identificazione dei processi biologici coinvolti. I metaboliti cancerogeni del BaP (Tetraol-BaP e 3-OHBaP) saranno analizzati simultaneamente per confrontare le due principali vie metaboliche del BaP.

Le fasi principali dei progetti saranno:

• Reclutamento di 100 lavoratori esposti in modo differenziato a miscele di IPA campionati in due periodi di tempo (dopo settimane di esposizione e dopo 3 settimane senza esposizione professionale),
• Registrazione dei dati rilevanti (caratteristiche lavorative, mansioni/compiti, esperienza lavorativa, numero di anni di esposizione, abitudine al fumo, apporto nutrizionale, comorbilità),
• Analisi tossicologiche (LC-Fluorescence e GC-MS-MS) di metaboliti urinari di diversi IPA gassosi e particolati (Naphtalene, Fluorene, Phenanthrene, Pyrene, BaP, BeP, Chrysene, Benzo(b)Fluoranthene, Benzo(k)Fluoranthene, Benzo (a) antracene),
• Analisi proteomica su campioni di sangue attraverso un approccio di arricchimento per un'analisi proteomica quantitativa bottom-up senza etichetta basata su LC-HR-MS. Verranno identificate le proteine ​​deregolamentate (DEP) e la firma proteica associata. Un'analisi di ontologia genica (GO) definirà i gruppi di processi biologici coinvolti,
• Analisi di metabolomica non mirata su campioni di sangue in UHPLC-HR-MS, con analisi statistiche non supervisionate (analisi dei componenti principali, regressioni logistiche), identificazione di metaboliti rilevanti mediante il loro confronto con il database del metaboloma umano e ricerca avanzata di reti molecolari/libreria spettrale di LC- dati SMS,
• Micronuclei (MN) nelle cellule buccali attraverso la raccolta delle cellule buccali utilizzando un cytobrush, trasferimento al laboratorio in un tampone, fissaggio e colorazione, conteggio automatico sotto luce fluorescente.