Hypiend - Multifactorieel Gedragsinterventieprogramma bij Prepuberale Kinderen (Hypiend-PPC) (Hypiend-PPC)

1. ACHTERGROND EN VERANTWOORDING

   1.1. BEREIK EN BEOORDELING VAN DE HUIDIGE KENNIS DIRECT GERELATEERD AAN DE WETENSCHAPPELIJKE VRAGEN DIE IN DE KLINISCHE STUDIE MOETEN WORDEN BEANTWOORD Verschillende epidemiologische studies hebben zorgwekkende verbanden geïdentificeerd tussen hoge blootstelling aan EDC's en nadelige gezondheidseffecten bij kinderen en adolescenten. Als illustratief voorbeeld analyseerden Lange et al. (2022) in het kader van het Human Biomonitoring for Europe (HBM4EU) project de risicobeoordeling van gecombineerde blootstelling aan anti-androgene ftalaten (Di(2-ethylhexyl)ftalaat (DEHP), Di-isobutylftalaat (DiBP), Di-n-butylftalaat (DnBP), Butylbenzylftalaat (BBzP) en Di-isononylftalaat (DiNP)) bij kinderen (6-11 jaar) en adolescenten (12-18 jaar) uit verschillende Europese landen. De auteurs rapporteerden dat DnBP en DiBP werden geïdentificeerd als de belangrijkste drijvers van de verhoogde gevarenindex (HI) van een mengsel van ftalaten in een grote cohort van Europese kinderen en adolescenten. Interessant is echter dat voor 63% van deze proefpersonen met een HI > 1 dit risico niet zou zijn gedetecteerd als het risico voor elke chemische stof individueel was geanalyseerd, wat het belang illustreert van het uitvoeren van risicobeoordelingsanalyses van mengsels. Bovendien vonden de auteurs verschillen in de blootstellingsgerelateerde HI tussen Europese regio's, waarbij kinderen en adolescenten in oostelijke regio's meer blootgesteld waren dan die in het zuiden en westen, wat het belang benadrukt van het opnemen van landen met verschillende mate van blootstelling om meer holistische conclusies te verkrijgen en aangepaste maatregelen, beleid en aanbevelingen te implementeren. Verschillende epidemiologische studies hebben gesuggereerd dat de toename van blootstelling aan EDC's met hormonale activiteit in de afgelopen decennia, vooral aan stoffen met directe oestrogene activiteit, tot de oorzaken zou kunnen behoren die worden toegeschreven aan de waargenomen toename van het begin van de puberteit bij meisjes en jongens in ontwikkelde landen. In dit verband vond een zeer recent transversaal onderzoek onder 1539 Spaanse kinderen dat hogere concentraties van bepaalde niet-persistente pesticiden geassocieerd waren met een grotere kans op het ontwikkelen van vroegere puberteit bij zowel jongens als meisjes, en dat deze associatie afhing van de body mass index (BMI) van het kind.

   Voor zover de onderzoekers weten, zijn er zeer schaarse en niet-conclusieve gegevens over EDC's gericht op het verminderen van blootstelling aan deze stoffen bij pre-puberale kinderen, waaronder de meeste met minder dan 100 kinderen, die maximaal twee verschillende families van EDC's analyseren en een controlegroep missen.

   HYPIEND heeft als doel te evalueren of een multicentrische, multicomponent gecontroleerde interventie (implementatie van een plasticvrije lunchruimte op de basisschool + schoolgebaseerd educatief programma voor kinderen + ouderworkshops + mobiele applicatie voor ouders ontworpen om EDC-blootstelling te beperken) uitgevoerd in basisscholen bij pre-puberale kinderen in staat is om urinaire concentraties van verschillende EDC's te verminderen en dit mogelijk het vroegere begin van de puberale fase geassocieerd met hoge EDC-blootstelling kan voorkomen. Daarnaast zullen ook verschillende antropometrische metingen worden geëvalueerd. De effecten zullen worden vergeleken met een controle-interventiegroep, die alleen placebo-workshops zal ontvangen met informatie over de gevaren van schermen, de voordelen van lichaamsbeweging en het belang van goede slaapgewoonten. De interventie zal worden geïmplementeerd gedurende twee en een half opeenvolgende schooljaren (van november 2025 (start van de interventie) tot december 2027) en zal geschikte technieken en modellen voor gedragsverandering overwegen om een hoge naleving van de interventie te bereiken.

   Scholen zullen worden geworven uit verschillende milieu-zones (landelijk en stedelijk) om rekening te houden met verschillende blootstellingen aan milieuverontreinigende stoffen. De onderzoekers zullen de concentratie van blootstellingsbiomarkers van verschillende families van EDC's in de urine van kinderen beoordelen op drie verschillende tijdstippen (bij aanvang en aan het einde van het eerste en derde schooljaar). Een risicobeoordeling van EDC-blootstelling zal worden uitgevoerd, inclusief alle gegevens verkregen in urine op verschillende tijdstippen. Bovendien zullen multivariate analyses worden uitgevoerd om de mogelijkheid te verkennen om EDC-blootstelling te bepalen via voorspellende variabelen, zoals voedingsgewoonten, gedragsgewoonten gerelateerd aan EDC-blootstelling, schoolomgeving en sociaaleconomische status. Ten slotte zal de studie worden uitgevoerd in twee verschillende landen (België en Spanje). Over het geheel genomen zal deze aanpak bijdragen aan het verkrijgen van een nauwkeuriger beeld van EDC-blootstelling en de mate van EDC-blootstellingsvermindering als reactie op de geïmplementeerde interventie, rekening houdend met verschillende belangrijke factoren betrokken bij de EDC-gerelateerde last.

   1.2. RESULTATEN VAN VOLTOOIDE KLINISCHE STUDIES EN AANTAL LOPENDE KLINISCHE STUDIES DIE DEZELFDE INTERVENTIE GEBRUIKEN IN DEZELFDE INDICATIE.

   Onlangs toonden Sessa et al. (2021) aan dat een school-lunchruimte interventie (implementatie van een plasticvrije service) gedurende 5 dagen per week gedurende 6 maanden de urinespiegels van bisfenol A significant verlaagde onder de groepen en ook binnen de groep ingeschreven in de plasticvrije school-lunchruimte. Echter, grotere MBI-studies waarbij scholen en ook gezinnen betrokken zijn, met de steun van experts in gedragsverandering en onderwijswetenschappen, zijn nodig om langdurige effecten te bevorderen, om de algehele blootstelling aan verschillende EDC's op een meer overtuigende manier te minimaliseren.

   1.3. NIVEAU VAN BEWIJS GERELATEERD AAN HET WERKINGSMECHANISME VAN DE INTERVENTIE IN DE GEPLANDE KLINISCHE STUDIE POPULATIE.

   EDC-Mix-Risk en ENDpoiNTs zijn twee uitstekende Horizon 2020 projecten die experimenteel onderzoek in zowel cellen als dieren combineerden met epidemiologische gegevens. Onderzoekers van beide projecten en anderen toonden zeer goed aan, met behulp van een statistisch model voor multivariate regressie met gegevens verkregen in de SELMA zwangerschapsstudie, dat verschillende EDC's (inclusief ftalaten, alkylfenolen en perfluoroalkylstoffen) geanalyseerd in de urine of het serum van vrouwen in week 10 van de zwangerschap geassocieerd waren met taalvertraging bij kinderen op 2,5-jarige leeftijd. Vervolgens werden de geïdentificeerde EDC's gemengd en getest in menselijke hersenorganoïden, evenals in Xenopus leavis en Danio rerio om het moleculaire en functionele effect van blootstelling op te helderen. Ten slotte integreerden de auteurs experimentele en epidemiologische gegevens en voerden een risicobeoordelingsbenadering uit, waarbij ze verhoogde kansen op taalvertraging vonden bij tot 54% van de nakomelingen die prenatale blootstellingen hadden boven experimenteel afgeleide zorgniveaus. Ondanks deze zeer relevante bevindingen heeft een beperkt aantal humane studies licht geworpen op de mechanismen die ten grondslag liggen aan EDC-gemedieerde disfuncties in de HPA-as, waaronder inductie van epigenetische veranderingen in belangrijke genen betrokken bij neuro-endocriene regulatie en vroegtijdige puberteit, evenals veranderingen in ontstekingsreactie en darmmicrobiota (dysbiose). EDC's kunnen het risico op neuro-ontwikkelingsstoornissen bij kinderen verhogen door te interfereren met oestrogeen- en schildklierhormoonsignalering of -metabolisme in het vroege leven. Zeer recent werd aangetoond dat verhoogde urinespiegels van een mengsel van verschillende milieugevaarlijke stoffen (fenolen, giftige metalen en niet-persistente pesticiden) gemeten bij adolescenten van 15-17 jaar geassocieerd waren met hogere circulerende spiegels van kiss54-eiwit en lagere niveaus van methylatie op verschillende Cytosine-fosfaat-Guanine (CpG's) in het kiss1-gen. Bovendien hadden adolescenten die hogere serum kiss54 vertoonden hogere luteïniserend hormoon (LH) spiegels, en het derde tertiel CpG1, CpG2 en totale CpG-methylatiepercentages waren geassocieerd met lager follikelstimulerend hormoon (FSH) en oestradiol (E2). Deze bevindingen suggereren dat kiss-eiwitten, een precursor-afgeleid neuroactief peptide (pro-hormoon, pre-pro-kisspeptine) vrijgegeven door neuronen in de hypothalamus, een veelbelovende biomarker zouden kunnen zijn van het effect van milieugevaarlijke stofmengsels op het reproductieve hormoonprofiel. Echter, ondanks dit bewijs, voor zover de onderzoekers weten, hebben geen humane interventiestudies gericht op het verminderen van EDC-blootstelling het moleculaire effect geanalyseerd dat deze veranderingen in EDC-blootstelling kan begeleiden. Verder onderzoek is nodig om meer licht te werpen op deze vragen, inclusief moleculaire en omics-analyses bij mensen om op te helderen of humane interventiestudies gericht op het verminderen van EDC-blootstelling in staat zijn om deze moleculaire veranderingen gunstig te moduleren.

   In dit project zullen verschillende moleculaire en omics-benaderingen worden uitgevoerd om meer licht te werpen, in het kader van de HPA-as, op de epigenetische drijvers die het meest vatbaar zijn voor verandering en de interactie tussen darmmicrobiota en de impact van EDC-blootstelling op systemische ontsteking. Deze analyses zullen worden uitgevoerd op monsters verkregen in de studie, rekening houdend met resultaten verkregen in preklinische modellen blootgesteld aan EDC-mengsels die proberen echte menselijke blootstelling na te bootsen, om de kansen op het verkrijgen van robuuste en betrouwbare resultaten te vergroten met behulp van een gerichte benadering. Specifiek, bij pre-puberale kinderen, zullen de onderzoekers naast darmmicrobiota ook HPA-as-gerelateerde hormonen beoordelen, methylatie van verschillende CpG-sites van belangrijke genen betrokken bij de HPA-as en circulerende kisspeptinespiegels met behulp van gedroogde bloeddruppels. Over het algemeen zullen deze analyses ons in staat stellen dieper in te gaan op de mechanismen waardoor EDC's hun schadelijke effecten uitoefenen, evenals hoe interventiestudies gericht op het verminderen van blootstelling aan deze chemicaliën deze biologische paden en de geïdentificeerde moleculaire biomarkers van blootstelling kunnen moduleren. Voor zover de onderzoekers weten, is deze benadering nog niet uitgevoerd in grote humane interventiestudies in de EDC-setting.

   1.4. HYPIEND PROJECT De hier gepresenteerde interventie maakt deel uit van het Europese HYPIEND Project. Dit project wordt gecoördineerd door het Technologisch Centrum van Catalonië (Eurecat), gefinancierd door het Horizon Europe kaderprogramma (subsidieovereenkomst ID: 101137440).

   Het HYPIEND project onderzoekt de effecten van blootstelling aan meerdere EDC's op de functie en epigenetische programmering van de HPA-as om interventiestrategieën te schetsen om blootstelling en gevolgen voor het neuro-endocriene systeem tijdens de perinatale en pre-puberale stadia te minimaliseren.

   Het multidisciplinaire HYPIEND consortium bestaat uit 14 partners uit acht Europese landen. Daaronder: Stichting Radboud Universiteit (Nederland), Institut de Investigació en Ciencies de la Salut Germans Trias i Pujol (Spanje), Sciensano (België), Kungliga Tekniska Hoegskolan (Zweden), Katholieke Universiteit Leuven (België), University of Granada (Spanje), Centrum Medyczne Ksztalcenia Podyplomowego (Polen), Protoqsar 2000 sl (Spanje), Enco srl (Italië), Fundacion para la investigacion del hospital universitario la Fe de la Comunidad Valenciana (Spanje), Université de Liège (België), Universite de Geneve (Zwitserland), King's College London (VK).

   Meer informatie over dit project is te vinden via de volgende links: https://hypiend.eu/ Hier is een overzicht van de Hypiend methodologie. Gegevens uit openbare databases zullen worden gecombineerd om een kennisbank te ontwikkelen die geselecteerde EDC-blootstelling koppelt aan gezondheidsuitkomsten gerelateerd aan de HPA-as. Kwantitatieve structuur-activiteitsrelatie (QSAR) methodologieën zullen worden gecombineerd met gegevensanalyse om patronen van co-blootstelling te identificeren. EDC-mengsels met hoge prevalentie in de doelpopulaties zullen worden gedefinieerd, zowel kwalitatief als kwantitatief, volgens de co-blootstellingspatronen. Kandidaat-EDC-mengsels zullen worden getest in cel-gebaseerde modellen om dosis-responspatronen en dosering voor vervolgstudies te definiëren. Zebravismodellen die HP-assen nabootsen zullen worden gebruikt om die EDC-mengsels te selecteren met de grootste impact. Vervolgens zullen geselecteerde EDC-mengsels worden getest in placenta- en BHE-modellen om de diffusie van EDC-mengsels te beoordelen en de fracties te karakteriseren die zowel de foetus als de hypothalamus bereiken. Effecten op hypothalamus- en hypofyse-ontwikkeling en -functie zullen worden beoordeeld in stamcel-afgeleide organoïden en OoC, met bijzondere aandacht voor effecten op gehele genoom DNA-methylatie en hormoonfunctionaliteit. De resultaten zullen worden gebruikt om verder complexe mengsels van EDC's te selecteren volgens hun HP-epigenetische programmering en verstorend potentieel. Vervolgens zullen laboratoriumdieren worden blootgesteld aan EDC-mengsels vanaf de zwangerschap tot de eerste generatie om de programmering en cumulatieve effecten van EDC-blootstelling op de HPA-as te beoordelen. Fysiologische en gedragsuitkomsten van HP-verstoring zullen worden gemonitord. Parallel zullen effecten op DNA-methylatie van hypothalamus, hypofyse en perifere bloedcellen, evenals veranderingen in specifieke circulerende ECV worden bepaald. Een AI-gebaseerde systeembiologiebenadering zal worden gebruikt om associaties te beschrijven tussen hypothalamus/hypofyse-functie, hematoperifere bloedcel-methylatiepatronen en multiomics-gegevens. Deze associaties zullen worden gebruikt om specifieke handtekeningen vast te stellen geassocieerd met HP-verstoring door EDC-blootstelling. Handtekeningen zullen worden verkend in monsters van de doelpopulatie (d.w.z. kinderen in hun eerste 1000 dagen en pre-puberaal) om hun vertaalbaarheid en toepassing als biomarkers te verkennen. Humane studies zullen niet beperkt zijn tot transversale bepalingen, maar zijn bedoeld als nieuwe interventies om verminderde EDC-blootstelling te bevorderen en oorzaak-gevolgrelaties te beoordelen. Dit zal de definitie van biomarkers mogelijk maken op basis van gegevens verkregen uit de verschillende werkpakketten en een systeembiologiebenadering om geconserveerde werkingsmechanismen te ontrafelen.

   Het werk is voorgesteld als een reeks taken gericht op het definiëren van de impact van realistische EDC-co-blootstelling op de HPA-as van twee doel-levensfasen, namelijk pre-puberaal en perinataal. De verschillende niveaus voorgesteld door organisaties zoals OECD, inclusief NAMs en computationele toxicologie zijn aangenomen om dieronderzoek te minimaliseren. Dit ontwerp combineert translationeel onderzoek met interventiestudies.

2. HYPOTHESE OF STUDIEVRAAG Een MBI in basisscholen in twee Europese landen (Spanje en België) gedurende 28 maanden zal urinaire EDC-spiegels in pre-puberale kinderen verminderen en de kennis over deze verontreinigende stoffen vergroten.
3. DOELSTELLINGEN

3.1. HOOFDDOELSTELLING Het algemene doel van HYPIEND is om de effecten van EDC-co-blootstelling op HPA-as functie en epigenetische programmering te begrijpen om interventiestrategieën te schetsen om blootstelling en neuro-endocriene gevolgen tijdens de perinatale en pre-puberale stadia te minimaliseren.

In dit kader is de hoofddoelstelling van de klinische studie om aan te tonen dat een MBI geïmplementeerd in basisscholen in twee verschillende Europese landen gedurende 25 maanden effectief is in het verminderen van de urinaire EDC-spiegels van pre-puberale kinderen met behulp van de HAPA-constructen om de interventie en de kennis over deze verontreinigende stoffen van hun ouders te verbeteren, evenals om de wetenschappelijke kennis te verdiepen.

3.2. SECUNDAIRE DOELSTELLINGEN

1. Bepalen of een interventie ontworpen om EDC-blootstelling te verminderen enkele van de schadelijke effecten gerelateerd aan veranderde HP kan voorkomen bij pre-puberale kinderen van 6 tot 8 jaar (vroeger begin van de puberale fase en veranderingen in BMI en cognitieve functie).
2. Het beter begrijpen van de relatie tussen urinaire EDC-spiegels en HP-gerelateerde hormoonspiegels, evenals DNA-methylatiepatronen en darmmicrobiotasamenstelling, waardoor meer licht wordt geworpen op de mechanismen waardoor EDC's hun schadelijke effecten kunnen uitoefenen.
3. Verkennen, door multivariate analyse en risicobeoordelingsanalyse, voorspellers van verhoogde urine EDC-spiegels.
4. Bepalen of een interventie gebaseerd op de gecombineerde HAPA1- en PBS2-modellen in basisscholen effectief is in het verbeteren van HAPA-constructen, kennis en gedrag van ouders, kinderen en onderwijs-teams ten opzichte van deze verontreinigende stoffen, tegenover een placebo-interventie.