Utviklingseffekter av eksponering av mikroplast i tidlig liv (DIMPLE)

Den foreslåtte pilotstudien vil etablere en ny kohort av sunne, ammende kvinner fra urbane Denver (n = 10) og Boulder (n = 10), Colorado. Ved å rekruttere kvinner fra disse to regionene, vil etterforskerne kunne sikre at pilotstudien vår dekker et mangfoldig geografisk område med varierende nivåer av eksponering for luftforurensning og sosiale helsedeterminanter (SDoH). Studiedeltakere vil være 1 måned postpartum (+/- 2 uker) og rapportere eksklusiv amming. Etterforskerne vil også biobanke mors avføringsprøver for fremtidige finansieringssøknader som i tillegg vil undersøke tarmmikrobiomet og fekalt metabolom.

Høyde, vekt, blodtrykk og andre antropometriske mål: Mors høyde og vekt vil bli målt ved hjelp av en kalibrert medisinsk skala og et kommersielt stadiometer. Spedbarnsvekt vil bli målt i duplikat på en digital skala nøyaktig til nærmeste 10 g og lengde vil bli målt i duplikat til nærmeste 0,1 cm ved hjelp av et infantometer og den standardiserte World Health Organization (WHO) tilnærmingen. Tykkelsen av hudfold hos spedbarn vil bli målt på fire steder med Holtain hudfold-kalipere. Mors vekt vil bli registrert til nærmeste 0,1 kg og høyde vil bli registrert til nærmeste 0,1 cm. Automatisert blodtrykk ved hjelp av passende mansjetter vil bli brukt for å oppnå tre avlesninger av blodtrykket, hvorfra gjennomsnittsverdien vil bli registrert, i henhold til anbefalinger fra American Heart Association.

Vurdering av matinntak og fysisk aktivitet: Kostholdsdata vil bli samlet inn ved hjelp av National Cancer Institute (NCI) National Health and Nutritional Examination Survey (NHANES) Food Frequency Questionnaire. Spørreskjemaet er utformet for å fange informasjon om matinntak den foregående måneden, og inkluderer spørsmål som skisserer forbruk av frukt, grønnsaker, meieriprodukter, fullkorn og fiber, sukker og rødt og bearbeidet kjøtt. Spørreskjemaet vil bli administrert på nettet med en forskningsassistent i nærheten for å hjelpe med eventuelle spørsmål. Gitt at etterforskerne er interessert i mikroplasteksponering fra mat, vil ytterligere diettdata samles inn gjennom administrasjonen av Nutrition Data System for Research (NDSR) 24-timers dietttilbakekallinger som vil bli administrert over telefon av en registrert kostholdsekspert eller studiepersonell under direkte tilsyn av en registrert kostholdsekspert. Etterforskerne vil be mødre om å fullføre 3 dietttilbakekallinger for seg selv og 3 for spedbarnet deres, ideelt for 2 ukedager og en helg. Én tilbakekalling av kosthold for både mor og spedbarn vil bli fullført under det kliniske besøket ved Clinical Translational Research Center (CTRC). Forskningsassistenter vil jobbe sammen med deltakerne for å finne ut hvilke dager som er best egnet for dem å gjennomføre påfølgende tilbakekallinger. Til slutt, for å vurdere mengden melk som konsumeres av spedbarn under en enkelt fôring, vil etterforskerne veie spedbarnene ved studiebesøket før mating. Deretter vil mødre bli bedt om å amme spedbarnet. Etter fullført fôring vil etterforskerne veie spedbarnene på nytt for å grovt fange opp mengden melk som er konsumert.

Avføringsprøver for mor og spedbarn: Avføringssett vil bli gitt til kvalifiserte deltakere. For å unngå plastforurensning, vil morens fekale oppsamlingssett inneholde en absorberende pute som dekker all plast på avføringshatt, hansker, en metallskje og glassbeholder. For spedbarnsavføringssamlingen vil mødre bli utstyrt med bleie, bee's wrap & klut, og alle innsamlingsmateriell som er fri for plast. Etterforskerne vil levere disse innsamlingsmaterialene og instruksjonene til deltakerne før besøket, slik at de kan samle inn disse prøvene hjemme. Etterforskerne vil be dem om å ta prøvene innen 24 timer etter besøkstiden for å bevare den mikrobielle sammensetningen av avføringsprøvene. Instruksjonene vil spesifisere at prøver skal oppbevares i kjøleskapet frem til besøket. Etterforskerne vil sørge for en kjøler for deltakerne for å transportere prøvene til CTRC. Hvis deltakerne av en eller annen grunn ikke var i stand til å skaffe disse prøvene hjemme, vil de få lov til å samle dem under besøket. Hvis de samles inn ved det kliniske besøket, vil avføringsprøver fra mor og spedbarn overføres til 3-4 hetteglass og lagres i et -4 °C kjøleskap i 24 timer før den lagres ved -80 °C for MNP og tarmmikrobiomsekvensering. Fekaloppsamlingsrør bruker et fekalt konserveringsmiddel, som forhindrer endringer i aerobe og anaerobe bakterier som kan oppstå under forsendelse. Fekal sekvensering vil bli utført ved Emory University (Dr. Doug Walker). Kun avidentifiserte prøver vil bli sendt til Dr. Walkers laboratorium. DNA vil bli sekvensert på Illumina HiSeq 4000-plattformen. Mikrobielle sammensetningsprofiler vil bli forutsagt ved hjelp av MetaPhlan. Prøver vil bli funksjonelt kartlagt ved hjelp av HUManN2 for å oppnå overflodsnivå av genfamilier fra UniProt Reference Clusters som vil bli videre kartlagt til MetaCyc metabolske pathways database. Gener vil bli gruppert i klynger av ortologe grupper fra EggNOG-data. Genfamilieoverflod vil bli gruppert i bredere funksjonelle kategorier basert på merknader for UniProt-genontologien. For metabolomikkanalysen vil fekale prøver bli analysert ved hjelp av ultra-ytelses væskekromatografi (UPLC) og høyoppløselig/tandem massespektrometri (MS/MS) av Metabolon. Forbindelser av eksogen, human og mikrobiell opprinnelse vil bli identifisert ved sammenligning med bibliotekoppføringer av rensede standarder eller tilbakevendende ukjente enheter. Metabolon har et referansebibliotek med mer enn 4500 kjente metabolitter og mer enn 9000 nye metabolitter. Biokjemiske identifikasjoner vil være basert på tre kriterier: retensjonsindeks, nøyaktig massetilpasning til biblioteket +/- 10 ppm, og MS/MS forover og bakover skårene mellom de eksperimentelle dataene og autentiske standarder.

Uttrykk for morsmelk: På grunn av potensiell eksponering fra mating av morsmelk fra plastflasker, vil alle mødre bli bedt om å bare mate spedbarnene sine fra brystet i 7 dager før spedbarnsavføring tas. I likhet med avføringsutstyret vil etterforskerne gi mødre en Haakaa silikonbrystpumpe, silikonoppbevaringsbeholder med hette og instruksjoner før studiebesøket. Mødre vil bli bedt om å gi et fullstendig uttrykk for et enkelt bryst. Hvis mødre er ukomfortable med å gi et fullstendig uttrykk, vil studiekoordinatorer samarbeide med mødre for å bestemme en mengde som er passende for innsamling. Etterforskerne vil samle inn minst omtrent 4 g morsmelk. Hvis mødre ikke er i stand til å ta brystmelkprøven før besøket, vil de få et stille, privat CTRC-studierom hvor de vil pumpe morsmelk ved hjelp av en Haakaa silikonbrystpumpe inn i en silikonoppbevaringsbeholder. Etter innsamling vil et medlem av vårt studieteam alikvotere mål i sterile glassrør for lagring. Etter innsamling vil alle prøver lagres ved -80 grader C før behandling og analyse.

Blodprøvetaking: Blodprøver vil bli samlet inn (50 ml) for mikroplastanalyse. Blod samles opp ved hjelp av en 21G nål i rustfritt stål som er koblet til en glassbeholder under vakuum, slik at blod som trekkes direkte fra deltakeren blir avsatt i glassvakutaineren. Glassstøvsugere vil ha en gummipakning for oppbevaring.