Chemimetri per determinare l'esposoma ambientale e umano da miscele di inquinanti (EXPOSO-METER)

Determinazione della dimensione del campione

Il progetto di ricerca EXPOSO-METER non mira a un ampio studio di coorte, ma a uno studio pilota proof-of-concept che costituirà la base per il lavoro futuro. Pertanto, sono stati seguiti due approcci per determinare la dimensione del campione:

1. Sulla base di una revisione della letteratura di studi simili, è stato identificato un esempio strettamente corrispondente da una rivista di alto livello. Ha lavorato con 16 persone in totale provenienti da due città tedesche (tessuti diversi, in totale 88 campioni). Il lavoro in EXPOSO-METER supererà di gran lunga questo numero di partecipanti allo studio. Inoltre, si prevede che tre regioni globali mostreranno differenze esplicite su larga scala a causa di diversi stili di vita e condizioni di esposizione negli Stati Uniti, in Europa e nella Corea del Sud.
2. La formula di Cochran [n= (Z^2 p(1-p))/e^2] è stata applicata per il calcolo della dimensione del campione: con un livello di confidenza del 90% (Z=1.645), massima variabilità (50 percento, cioè p=0,5) e precisione +/-10 percento (e=0,1), restituisce una dimensione minima del campione di 68 partecipanti.

Come risultato combinato, la dimensione minima del campione è quindi di 50 partecipanti allo studio per regione, con 100 partecipanti allo studio ideali per regione.

Raccolta campioni

Si mira alla seguente distribuzione dei partecipanti allo studio: 25 partecipanti di sesso femminile e 25 di sesso maschile di 30-40 anni e 5 partecipanti di sesso femminile e 5 di sesso maschile di ciascuno di questi gruppi di età: 20-30, 40-50, 50-60, 60-70 , 70-80 anni. Vengono raccolti i seguenti campioni: (1) 2-20 g di lipidi sottocutanei escissi dall'addome inferiore, collocati in una fiala di vetro etichettata con un numero di identificazione del campione univoco (ID) e conservati a -20 °C; (2) 5 mL di sangue utilizzando una provetta riempita con l'agente di complessazione acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) ed etichettata con l'ID e conservata a -20 °C. Inoltre, ai partecipanti allo studio viene chiesto di compilare il questionario dei partecipanti da etichettare con l'ID. Una volta completato, il set di campioni viene spedito ai laboratori UFZ.

Elaborazione del campione presso UFZ

Tessuto lipidico: i campioni saranno scongelati, omogeneizzati e determinato il contenuto lipidico. (a) Campionamento all'equilibrio passivo: al campione vengono aggiunti campionatori a film sottile di silicone, che sono fogli di silicone di grado medico di dimensioni e spessore adeguati, prepuliti mediante estrazione Soxhlet con acetato di etile. Dopo ca. Dopo 48 h (necessarie per l'equilibratura) il silicone viene rimosso, la sua superficie pulita accuratamente e le sostanze chimiche dal silicone vengono estratte con acetato di etile. (b) Estrazione totale: Un sottocampione del tessuto lipidico sarà estratto direttamente con diverse miscele di solventi. Il solvente di entrambi gli approcci viene evaporato, i campioni vengono puliti tramite una serie di colonne e le sostanze chimiche vengono analizzate mediante cromatografia gassosa/liquida (GC/LC) accoppiata alla spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS) o alla spettrometria di massa tandem (MS/ SM). In totale, 150 + 400 sostanze chimiche saranno sottoposte a screening per l'utilizzo delle due tecniche. Per la garanzia della qualità/controllo della qualità, vengono utilizzati composti standard interni marcati con isotopi stabili. I risultati saranno contestualizzati in tutte le regioni ei dati dei questionari saranno utilizzati per supportare l'interpretazione dei dati.

Sangue: i campioni di sangue saranno sottoposti a una procedura di estrazione attualmente in fase di sviluppo, simile agli approcci sopra descritti, gli estratti vengono puliti, concentrati e analizzati mediante GC/LC-HRMS (o MS/MS), come descritto sopra.

Possibili estensioni

Come prima opzione per estendere ulteriormente questo lavoro, i ricercatori mirano a esplorare lo screening non mirato delle ampie miscele di sostanze chimiche che vengono quantificate in una modalità mirata presso l'UFZ. Probabilmente ci sono molte altre sostanze chimiche, ancora non identificate, che sarebbero interessanti da studiare, all'UFZ, tramite la collaborazione EXPOSO-METER o tramite altri progetti correlati. Per altri progetti sarà richiesto il consenso scritto prima di iniziare i lavori.

Come seconda opzione, i ricercatori sarebbero interessati ad aggiungere alla profilazione chimica sopra descritta esplorando l'applicazione di strumenti bioanalitici (saggi biologici) per caratterizzare gli effetti della miscela provocati dalla complessa gamma di sostanze chimiche presenti nei campioni umani. Ciò potrebbe essere fatto all'UFZ, tramite la collaborazione EXPOSO-METER o tramite altri progetti futuri. Per altri progetti sarà richiesto il consenso scritto prima di iniziare i lavori.