Chemometers om het milieu- en menselijke exposoom te bepalen door mengsels van verontreinigende stoffen (EXPOSO-METER)

Bepaling van de steekproefomvang

Het onderzoeksproject EXPOSO-METER streeft niet naar een grote cohortstudie, maar naar een proof-of-concept pilootstudie die de basis zal vormen voor toekomstig werk. Daarom werden twee benaderingen gevolgd om de steekproefomvang te bepalen:

1. Op basis van een literatuuronderzoek van vergelijkbare onderzoeken werd een goed overeenkomend voorbeeld uit een tijdschrift van hoog niveau geïdentificeerd. Het werkte met in totaal 16 personen uit twee Duitse steden (verschillende weefsels, in totaal 88 monsters). Het werk in EXPOSO-METER zal dit aantal studiedeelnemers ruimschoots overtreffen. Bovendien wordt verwacht dat drie mondiale regio's expliciete grootschalige verschillen vertonen als gevolg van verschillende levensstijlen en blootstellingsomstandigheden in de VS, Europa en Zuid-Korea.
2. De formule van Cochran [n= (Z^2 p(1-p))/e^2] werd toegepast voor de berekening van de steekproefomvang: met een betrouwbaarheidsniveau van 90 procent (Z=1,645), maximale variabiliteit (50 procent, d.w.z. p=0,5) en +/-10 procent precisie (e=0,1), levert een minimale steekproefomvang op van 68 deelnemers.

Als gecombineerd resultaat is de minimale steekproefomvang dus 50 studiedeelnemers per regio, waarbij 100 studiedeelnemers per regio ideaal is.

Voorbeeld verzameling

De volgende verdeling van studiedeelnemers wordt nagestreefd: 25 vrouwelijke en 25 mannelijke deelnemers van 30-40 jaar, en 5 vrouwelijke en 5 mannelijke deelnemers van elk van deze leeftijdsgroepen: 20-30, 40-50, 50-60, 60-70 , 70-80 jaar. De volgende monsters worden verzameld: (1) 2-20 g uitgesneden subcutaan lipide uit de onderbuik, geplaatst in een glazen flesje voorzien van een uniek monsteridentificatienummer (ID) en bewaard bij -20 °C; (2) 5 ml bloed met behulp van een buis gevuld met het complexvormende middel ethyleendiaminetetra-azijnzuur (EDTA) en gelabeld met de ID en bewaard bij -20 °C. Bovendien wordt de studiedeelnemers gevraagd om de vragenlijst van de deelnemers in te vullen om te worden gelabeld met de ID. Eenmaal voltooid, wordt de monsterset verzonden naar de UFZ-laboratoria.

Monsterverwerking bij UFZ

Vetweefsel: monsters worden ontdooid, gehomogeniseerd en het vetgehalte wordt bepaald. (a) Passieve evenwichtsbemonstering: aan het monster worden dunne-filmmonsternemers van siliconen toegevoegd, dit zijn siliconenvellen van medische kwaliteit van een geschikte maat en dikte, vooraf gereinigd met behulp van Soxhlet-extractie met ethylacetaat. Na ca. 48 uur (vereist voor equilibratie) wordt de siliconen verwijderd, wordt het oppervlak grondig gereinigd en worden de chemicaliën uit de siliconen geëxtraheerd met ethylacetaat. (b) Totale extractie: een submonster van het lipideweefsel wordt rechtstreeks geëxtraheerd met verschillende mengsels van oplosmiddelen. Het oplosmiddel van beide benaderingen wordt verdampt, de monsters worden gereinigd via een reeks kolommen en de chemicaliën worden geanalyseerd door middel van gas/vloeistofchromatografie (GC/LC) gekoppeld aan massaspectrometrie met hoge resolutie (HRMS) of tandem massaspectrometrie (MS/LC). MEVR). In totaal zullen 150 + 400 chemicaliën worden gescreend op het gebruik van de twee technieken. Voor kwaliteitsborging/kwaliteitscontrole worden stabiele isotoop-gelabelde interne standaardverbindingen gebruikt. De resultaten zullen in verschillende regio's in context worden geplaatst en gegevens uit de vragenlijsten zullen worden gebruikt om de interpretatie van gegevens te ondersteunen.

Bloed: De bloedmonsters zullen worden onderworpen aan een extractieprocedure die momenteel in ontwikkeling is, vergelijkbaar met de hierboven beschreven benaderingen, de extracten worden gereinigd, geconcentreerd en geanalyseerd door GC/LC-HRMS (of MS/MS), zoals hierboven beschreven.

Mogelijke uitbreidingen

Als eerste optie om dit werk verder uit te breiden, streven de onderzoekers naar niet-gerichte screening van de brede mengsels van chemicaliën die op een gerichte manier worden gekwantificeerd bij UFZ. Waarschijnlijk zijn er nog veel meer chemicaliën, nog niet geïdentificeerd, die interessant zouden zijn om te bestuderen, hetzij bij UFZ, via de EXPOSO-METER-samenwerking of via andere gerelateerde projecten. Voor andere projecten wordt voor aanvang van de werkzaamheden schriftelijke toestemming gevraagd.

Als tweede optie zouden de onderzoekers geïnteresseerd zijn in toevoeging aan de hierboven beschreven chemische profilering door de toepassing van bioanalytische hulpmiddelen (bioassays) te onderzoeken om de mengseleffecten te karakteriseren die worden veroorzaakt door de complexe reeks chemicaliën die aanwezig zijn in de menselijke monsters. Dat kan bij het UFZ, via de EXPOSO-METER-samenwerking of via andere toekomstige projecten. Voor andere projecten wordt voor aanvang van de werkzaamheden schriftelijke toestemming gevraagd.