Lunger i flammer: Røyken fra skogbranner, hendelsessykdommer, sårbare befolkningsgrupper og samfunnsverdier i Canada (LoF)

FORMÅL: Å bruke responser på kontrollerte humane eksponeringer for tresrøyk, som en modell for skogbrannrøyk (WFS), for å kvantifisere risikoen for, og legge til biologisk plausibilitet til, antagelsen om at WFS-relatert partikkelmateriale med en diameter på 2,5 mikrometer eller mindre (PM2.5) bidrar til utviklingen av nevrologiske og kroniske lungesykdommer.

Studieeksponeringsgrupper:

Gruppe A: 3 påfølgende dager med 2t tresrøykeksponering ved 35 µg/m³ av PM2.5 Gruppe B: 3 påfølgende dager med 2t tresrøykeksponering ved 105 µg/m³ av PM2.5 Gruppe C: 2 påfølgende dager med filtrert luft (FA), etterfulgt av 1 dag med 2t tresrøykeksponering ved 315 µg/m³ av PM2.5

HYPOTESE, BEGRUNNELSER OG MÅL Mål 1A: Øke plausibiliteten for, og kvantifisere risikoen for, WFS-bidrag til kronisk lungesykdom.

Hypotese 1A: Forskerne vil fastslå mekanismer som plausibelt forbinder WFS-eksponering med utviklingen av kronisk sykdom, ved å koble WFS-eksponeringer til lungefunksjonstap, astma, kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), eller lungekreft.

Å vurdere plausibiliteten av å koble WFS-eksponering til kroniske lungesykdommer som astma, KOLS, og lungekreft.

Å evaluere de biologiske effektene av WFS på luftveiene.

• Spesifikt, hva er effektene av eksponeringskonsentrasjon, intensitet og tid på inflammatoriske og immunmodulerende responser på WFS-eksponering?
• Flere biologiske mekanismer kan koble WFS-eksponeringer med utviklingen av kroniske luftveissykdommer som astma, KOLS, og lungekreft. Disse inkluderer effekter av oksidativt stress og inflammasjon på epitelbarrierens integritet, som kan legge til rette for kontakt med immunologiske celler, allergensensitivisering, økt infeksjonssårbarhet, og vevsremodellering som svekker lungefunksjon. Epigenetikk, spesielt DNA-metylering (DNAm), er en annen potensiell mekanisme som forbinder WFS med kronisk sykdom, og luftveismikrobiomet kan også bidra gjennom flere mekanismer. Imidlertid skiller WFS seg fra generell urban og trafikkrelatert luftforurensning (TRAP), så effekter av TRAP-eksponering som er påvist til nå kan ikke antas å gjelde for WFS.

Mål 1B: Bruke en kontrollert humaneksponeringsstudie for å identifisere, over ulike intensiteter av WFS-eksponering:

1.1 Nevrokognitive endringer relevante for utviklingen av kroniske nevrologiske sykdommer 1.2 Temporale mønstre for oppstart og oppløsning i relevante sirkulerende nevroinflammatoriske markører 1.3 Kjønn, alder og genetikk som effektmodifiserende sårbarhetsfaktorer for ovennevnte fenomener

Hypotese 1B: Forskerne vil påvise forstyrrelser i hjernens standardmodusnettverk (DMN), og intensitetsavhengige økninger i sirkulerende nevroinflammatoriske markører, spesielt hos eldre individer og de med genotyper som gir mangelfull antioksidantmetabolisme eller som gir risiko for demens.

FORSKNINGSDESIGN En randomisert, dobbeltblindet, crossover-kontrollert humaneksponeringsstudie.

STATISTISK ANALYSE Data vil bli analysert i R ved bruk av generaliserte og lineære blandede effektmodeller. Modeller vil kjøres med eksponering som en fast effekt og deltaker-ID som en tilfeldig effekt.