Hypiend - Flerkomponent atferdsintervensjon hos førpubertale barn (Hypiend-PPC) (Hypiend-PPC)

1. BAKGRUNN OG BEGRUNNELSE

   1.1. OMFANG OG VURDERING AV GJELDENDE KUNNSKAP DIREKTE RELATERT TIL DE VITENSKAPELIGE SPØRSMÅLENE SOM SKAL BESVARES I DEN KLINISKE STUDIEN Flere epidemiologiske studier har identifisert bekymringsfulle sammenhenger mellom høy EDC-eksponering og negative helseeffekter hos barn og ungdom. Som et illustrerende eksempel, i rammen av Human Biomonitoring for Europe (HBM4EU)-prosjektet, analyserte Lange et al. (2022) risikovurderingen av kombinert eksponering for anti-androgene ftalater (Di(2-etylheksyl)ftalat (DEHP), Di-isobutylftalat (DiBP), Di-n-butylftalat (DnBP), Butylbenzylftalat (BBzP) og Di-isononylftalat (DiNP)) hos barn (6-11 år) og ungdom (12-18 år) fra forskjellige europeiske land. Forfatterne rapporterte at DnBP og DiBP ble identifisert som hoveddrivkreftene for den økte fareindeksen (HI) for en blanding av ftalater i en stor kohort av europeiske barn og ungdom. Interessant nok, for 63 % av disse deltakerne som hadde en HI > 1, ville denne risikoen ikke ha blitt oppdaget hvis risikoen for hvert kjemikalie hadde blitt analysert individuelt, noe som illustrerer viktigheten av å gjennomføre risikovurderingsanalyser av blandinger. I tillegg fant forfatterne forskjeller i eksponeringsrelatert HI mellom europeiske regioner, hvor barn og ungdom i østlige regioner var mer eksponert enn de i sør og vest, noe som understreker viktigheten av å inkludere land med ulike eksponeringsgrader for å oppnå mer helhetlige konklusjoner og implementere tilpassede tiltak, politikk og anbefalinger. Forskjellige epidemiologiske studier har antydet at økningen i eksponering for EDC-er med hormonell aktivitet de siste tiårene, spesielt for stoffer med direkte østrogen aktivitet, kan være blant årsakene til den observerte økningen i pubertetsstart hos jenter og gutter i utviklede land. I denne forbindelse fant en svært nylig tverrsnittsstudie av 1539 spanske barn at høyere konsentrasjoner av visse ikke-persistente pesticider var assosiert med større sannsynlighet for tidligere pubertetsutvikling hos både gutter og jenter, og at denne assosiasjonen avhang av barnets kroppsmasseindeks (KMI).

   Etter forskernes kunnskap finnes det svært få og ikke-konkluderende data om EDC-er som tar sikte på å redusere eksponeringen for disse stoffene hos prepubertale barn, inkludert de fleste med under 100 barn, som analyserer maksimalt to forskjellige familier av EDC-er og mangler en kontrollgruppe.

   HYPIEND har som mål å evaluere om en flersenter, flerkomponent kontrollert intervensjon (implementering av plastfri spisesal på barneskole + skolebasert utdanningsprogram for barn + foreldreverksteder + mobilapplikasjon for foreldre designet for å begrense EDC-eksponering) utført på barneskoler hos prepubertale barn er i stand til å redusere urinkonsentrasjonene av forskjellige EDC-er og om dette kan forhindre tidligere start av pubertetsfasen assosiert med høy EDC-eksponering. I tillegg vil ulike antropometriske mål også bli evaluert. Effektene vil bli sammenlignet med en kontrollintervensjonsgruppe, som kun vil motta placebo-verksteder med informasjon om skjermers farer, fordelene med fysisk aktivitet og viktigheten av gode søvnvaner. Intervensjonen vil bli implementert over to og et halvt påfølgende skoleår (fra november 2025 (start av intervensjonen) til desember 2027) og vil vurdere passende atferdsendringsteknikker og modeller for å oppnå høy følgesomhet til intervensjonen.

   Skoler vil bli rekruttert fra forskjellige miljøsoner (landlige og urbane) for å ta hensyn til ulik eksponering for miljøforurensninger. Forskerne vil vurdere konsentrasjonen av biomarkører for eksponering for forskjellige familier av EDC-er i barns urin ved tre forskjellige tidspunkter (ved utgangspunktet og ved slutten av første og tredje skoleår). En risikovurdering av EDC-eksponering vil bli utført, inkludert alle data innhentet i urin ved forskjellige tidspunkter. I tillegg vil multivariate analyser bli utført for å utforske muligheten for å bestemme EDC-eksponering gjennom prediktive variabler, som ernæringsvaner, atferdsvaner relatert til EDC-eksponering, skolemiljø og sosioøkonomisk status. Til slutt vil studien bli utført i to forskjellige land (Belgia og Spania). Samlet vil denne tilnærmingen bidra til å få et mer nøyaktig bilde av EDC-eksponering og graden av EDC-eksponeringsreduksjon som svar på den implementerte intervensjonen, med tanke på forskjellige viktige faktorer involvert i EDC-relatert belastning.

   1.2. RESULTATER AV FULLFØRTE KLINISKE STUDIER OG ANTALL PÅGÅENDE KLINISKE STUDIER SOM BRUKER SAMME INTERVENSJON I SAMME INDIKASJON.

   Nylig demonstrerte Sessa et al. (2021) at en skolespisesalintervensjon (implementering av en plastfri tjeneste) i 5 dager per uke i 6 måneder signifikant reduserte urinnivåene av bisfenol A blant gruppene og også innenfor gruppen som deltok i den plastfrie skolespisesalen. Imidlertid er det behov for større MBI-studier som involverer skoler og også familier, med støtte fra eksperter i atferdsendring og utdanningsvitenskap for å fremme varige effekter, for å minimere total eksponering for forskjellige EDC-er på en mer konkluderende måte.

   1.3. NIVÅ AV BEVIS RELATERT TIL INTERVENSONENS VIRKEMÅTE I DEN PLANLAGTE KLINISKE STUDIEPOPULASJONEN.

   EDC-Mix-Risk og ENDpoiNTs er to fremragende Horizon 2020-prosjekter som kombinerte eksperimentell forskning i både celler og dyr med epidemiologiske data. Forskere fra begge prosjekter og andre demonstrerte svært godt, ved å bruke en statistisk modell for multivariat regresjon med data innhentet i SELMA-graviditetsstudien, at forskjellige EDC-er (inkludert ftalater, alkylfenoler og perfluorerte alkylstoffer) analysert i urin eller serum hos kvinner i uke 10 av graviditeten var assosiert med språkvansker hos barn i 2,5 års alder. Deretter ble de identifiserte EDC-ene blandet og testet i humane hjerneorganoider, så vel som i Xenopus leavis og Danio rerio for å belyse den molekylære og funksjonelle påvirkningen av eksponering. Til slutt integrerte forfatterne eksperimentelle og epidemiologiske data og utførte en risikovurderingstilnærming, og fant økte odds for språkvansker i opptil 54 % av avkom som hadde prenatal eksponering over eksperimentelt avledede bekymringsnivåer. Til tross for disse svært relevante funnene, har et begrenset antall humane studier kastet lys over mekanismene som ligger til grunn for EDC-medierte dysfunksjoner i HPA-aksen, inkludert induksjon av epigenetiske endringer i nøkkelgener involvert i nevroendokrin regulering og tidlig pubertet, så vel som endringer i inflammatorisk respons og tarmmikrobiota (dysbiose). EDC-er kan øke risikoen for nevro-utviklingsforstyrrelser hos barn ved å forstyrre østrogen- og skjoldbruskkjertelhormonsignalering eller metabolisme tidlig i livet. Svært nylig ble det vist at økte urinnivåer av en blanding av forskjellige miljøkjemikalier (fenoler, giftige metaller og ikke-persistente pesticider) målt hos ungdom i alderen 15-17 år var assosiert med høyere sirkulerende nivåer av kiss54-protein og lavere nivåer av metylering ved forskjellige cytosin-fosfat-guanin (CpG)-steder i kiss1-genet. I tillegg hadde ungdom som viste høyere serum kiss54 høyere luteiniserende hormon (LH)-nivåer, og tredje tertil CpG1, CpG2 og totale CpG-metyleringsprosent var assosiert med lavere follikkelstimulerende hormon (FSH) og østradiol (E2). Disse funnene antyder at kiss-proteiner, som er en forløper-avledet nevroaktiv peptid (pro-hormon, pre-pro-kisspeptin) frigjort av nevroner i hypothalamus, kan være en lovende biomarkør for effekten av miljøkjemiske blandinger på det reproduktive hormonprofilen. Imidlertid, til tross for dette beviset, etter forskernes kunnskap, har ingen humane intervensjonsstudier som tar sikte på å redusere EDC-eksponering analysert den molekylære påvirkningen som kan følge disse endringene i EDC-eksponering. Ytterligere forskning er nødvendig for å kaste mer lys på disse spørsmålene, inkludert molekylære og omics-analyser hos mennesker for å belyse om humane intervensjonsstudier som tar sikte på å redusere EDC-eksponering er i stand til å modulere disse molekylære endringene gunstig.

   I dette prosjektet vil forskjellige molekylære og omics-tilnærminger bli utført for å kaste mer lys, i rammen av HPA-aksen, på de epigenetiske driverne som er mest mottakelige for endring og interaksjonen mellom tarmmikrobiota og påvirkningen av EDC-eksponering på systemisk inflammasjon. Disse analysene vil bli utført på prøver innhentet i studien med hensyn til resultater oppnådd i prekliniske modeller eksponert for EDC-blandinger som forsøker å etterligne reell menneskelig eksponering, for å øke sjansene for å oppnå robuste og pålitelige resultater ved å bruke en målrettet tilnærming. Spesifikt, hos prepubertale barn, i tillegg til tarmmikrobiota, vil forskerne også vurdere HPA-akse-relaterte hormoner, metylering av forskjellige CpG-steder i nøkkelgener involvert i HPA-aksen og sirkulerende kisspeptinnivåer ved bruk av tørrede bloddråper. Samlet vil disse analysene tillate oss å fordype oss i mekanismene som EDC-er utøver sine skadelige effekter gjennom, så vel som hvordan intervensjonsstudier som tar sikte på å redusere eksponering for disse kjemikaliene kan modulere disse biologiske banene og de identifiserte molekylære biomarkørene for eksponering. Etter forskernes kunnskap har denne tilnærmingen ennå ikke blitt utført i store humane intervensjonsstudier i EDC-miljøet.

   1.4. HYPIEND-PROSJEKTET Intervensjonen presentert her er en del av det europeiske HYPIEND-prosjektet. Dette prosjektet er koordinert av Catalonias teknologiske senter (Eurecat), finansiert av Horizon Europe-rammeprogrammet (Tilskuddsavtale-ID: 101137440).

   HYPIEND-prosjektet undersøker effektene av eksponering for multiple EDC-er på funksjonen og epigenetisk programmering av HPA-aksen for å skissere intervensjonsstrategier for å minimere eksponering og konsekvenser på det nevroendokrine systemet under perinatale og prepubertale stadier.

   Det tverrfaglige HYPIEND-konsortiet består av 14 partnere fra åtte europeiske land. Blant dem: Stichting Radboud Universiteit (Nederland), Institut de Investigació en Ciencies de la Salut Germans Trias i Pujol (Spania), Sciensano (Belgia), Kungliga Tekniska Hoegskolan (Sverige), Katholieke Universiteit Leuven (Belgia), University of Granada (Spania), Centrum Medyczne Ksztalcenia Podyplomowego (Polen), Protoqsar 2000 sl (Spania), Enco srl (Italia), Fundacion para la investigacion del hospital universitario la Fe de la Comunidad Valenciana (Spania), Université de Liège (Belgia), Universite de Geneve (Sveits), King's College London (Storbritannia).

   Mer informasjon om dette prosjektet finnes på følgende lenker: https://hypiend.eu/ Her er en oversikt over Hypiend-metodologien. Data fra offentlige databaser vil bli kombinert for å utvikle en kunnskapsbase som kobler valgt EDC-eksponering til helseutfall relatert til HPA-aksen. Kvantitative struktur-aktivitet-relasjon (QSAR)-metodologier vil bli kombinert med dataanalyse for å identifisere mønstre av sam-eksponering. EDC-blandinger med høy prevalens i målpopulasjonene vil bli definert, både kvalitativt og kvantitativt, i henhold til sam-eksponeringsmønstre. Kandidat-EDC-blandinger vil bli testet i cellebaserte modeller for å definere dose-respons-mønstre og dosering for påfølgende studier. Zebrafiskmodeller som gjenskaper HP-akser vil bli brukt for å velge de EDC-blandingene med størst påvirkning. Deretter vil utvalgte EDC-blandinger bli testet i morkake- og BHE-modeller for å vurdere diffusjonen av EDC-blandinger og karakterisere fraksjonene som når både foster og hypothalamus. Effekter på hypothalamus og hypofysens utvikling og funksjon vil bli vurdert i stamcellederiverte organoider og OoC, med spesielt fokus på effekter på hele genomets DNA-metylering og hormonfunksjonalitet. Resultatene vil bli brukt til å videre velge komplekse blandinger av EDC-er i henhold til deres HP-epigenetiske programmering og forstyrrende potensial. Deretter vil laboratoriedyr bli eksponert for EDC-blandinger fra gestasjon til første generasjon for å vurdere programmeringen og kumulative effekter av EDC-eksponering på HPA-aksen. Fysiologiske og atferdsmessige utfall av HP-forstyrrelse vil bli overvåket. Parallelt vil effekter på DNA-metylering av hypothalamus, hypofyse og perifere blodceller, så vel som endringer i spesifikke sirkulerende ECV bli bestemt. En AI-basert systembiologisk tilnærming vil bli brukt for å beskrive assosiasjoner mellom hypothalamus/hypofysefunksjon, hematoperifere blodcellemetyleringsmønstre og multiomics-data. Disse assosiasjonene vil bli brukt til å etablere spesifikke signaturer assosiert med HP-forstyrrelse ved EDC-eksponering. Signaturer vil bli utforsket i prøver fra målpopulasjonen (dvs. barn i sine første 1000 dager og prepubertale) for å utforske deres overførbarhet og anvendelse som biomarkører. Humane studier vil ikke være begrenset til tverrsnittsbestemmelser, men er ment som nye intervensjoner for å fremme redusert EDC-eksponering og for å vurdere årsak-virkning-forhold. Dette vil tillate definisjonen av biomarkører basert på data innhentet fra de forskjellige arbeidspakkene og en systembiologisk tilnærming for å avdekke bevarte virkningsmekanismer.

   Arbeidet har blitt foreslått som en sekvens av oppgaver rettet mot å definere påvirkningen av realistisk EDC-sam-eksponering på HPA-aksen til to mål-livsstadier, dvs. prepubertalt og perinatalt. De forskjellige nivåene foreslått av organisasjoner som OECD, inkludert NAMs og beregningsmessig toksikologi har blitt vedtatt for å minimere dyreforskning. Dette designet kombinerer translasjonsforskning med intervensjonsstudier.

2. HYPOTESE ELLER STUDIESPØRSMÅL En MBI på barneskoler i to europeiske land (Spania og Belgia) over 28 måneder vil redusere urin-EDC-nivåer hos prepubertale barn og øke kunnskapen om disse forurensningene.
3. MÅL

3.1. HOVEDMÅL Det overordnede målet med HYPIEND er å forstå effektene av EDC-sam-eksponering på HPA-aksefunksjon og epigenetisk programmering for å skissere intervensjonsstrategier for å minimere eksponering og nevroendokrine konsekvenser under perinatale og prepubertale stadier.

I denne rammen er hovedmålet med den kliniske studien å demonstrere at en MBI implementert på barneskoler i to forskjellige europeiske land i løpet av 25 måneder er effektiv i å redusere urin-EDC-nivåene til prepubertale barn ved å bruke HAPA-konstruktene for å forbedre intervensjonen og kunnskapen om disse forurensningene hos deres foreldre, så vel som å fordype den vitenskapelige kunnskapen.

3.2. SEKUNDÆRE MÅL

1. Å fastslå om en intervensjon designet for å redusere EDC-eksponering kan forhindre noen av de skadelige effektene relatert til forstyrret HP hos prepubertale barn i alderen 6 til 8 år (tidligere start av pubertetsfasen og forstyrrelser i KMI og kognitiv funksjon).
2. Å bedre forstå forholdet mellom urin-EDC-nivåer og HP-relaterte hormonnivåer, så vel som DNA-metyleringsmønstre og tarmmikrobiotasammensetning, og kaste mer lys på mekanismene som EDC-er kan utøve sine skadelige effekter gjennom.
3. Å utforske, ved multivariat analyse og risikovurderingsanalyse, prediktorer for forhøyede urin-EDC-nivåer.
4. Å fastslå om en intervensjon basert på de kombinerte HAPA1- og PBS2-modellene på barneskoler er effektiv i å forbedre HAPA-konstrukter, kunnskap og atferd hos foreldre, barn og utdanningslag overfor disse forurensningene, mot en placebointervensjon.