Sygnatury biologiczne wynikające z narażenia zawodowego na złożone mieszaniny WWA (PAH-ProMetGen)

WWA są wszechobecnymi zanieczyszczeniami wywołującymi kilka chorób, wśród których najważniejszym punktem końcowym jest rak, ze zwiększoną częstością występowania raka płuc, skóry i pęcherza moczowego. WWA wywołują efekty genotoksyczne (wymiana siostrzanych chromatyd, mikrojądra, uszkodzenia DNA), ale wymagają aktywacji metabolicznej u ludzi jako pośrednio działające czynniki rakotwórcze. Zatem znajomość szlaków metabolicznych związanych z ekspozycją na WWA ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ryzyka raka i zapobiegania mu. Poza tym zakłada się, że narażenie na WWA powoduje inne niekorzystne skutki zdrowotne (cukrzyca, stany zapalne, bezpłodność, choroby układu krążenia). Niestety, wczesne biomarkery związane z chorobą są nadal w dużej mierze nieznane, a nasze zrozumienie mechanizmów zaangażowanych jest nadal ograniczone. Rzadko występujące biologiczne wartości graniczne odnoszą się albo do nierakotwórczych WWA (piren), albo do szlaków detoksykacji (3-OHBaP dla BaP), chociaż obecnie dostępne są nowe biomarkery odzwierciedlające genotoksyczny szlak BaP (TetraolBaP). Istnieje zatem potrzeba zidentyfikowania bardziej odpowiednich biomarkerów narażenia/skutku oraz lepszego zrozumienia konsekwencji biologicznych wynikających z narażenia na WWA, jak również związanych z nimi szlaków metabolicznych.

Cele projektu to:

• Aby lepiej zrozumieć i scharakteryzować skutki molekularne, metaboliczne i genotoksyczne wynikające z narażenia na WWA oraz powiązać takie skutki z biologicznymi poziomami różnych metabolitów WWA,
• Zbadanie wpływu metabolizmu BaP (ścieżka genotoksyczna kontra detoksykacja) na zróżnicowaną ekspresję metabolitów/białek oraz na punkty końcowe genotoksyczności w celu uzyskania odpowiednich danych do wyznaczenia nowych biologicznych wartości granicznych,
• Wyjaśnienie powiązań między deregulacją omiczną spowodowaną ekspozycją na PAH a aktywowanymi szlakami metabolicznymi w celu zdefiniowania potencjalnych biomarkerów efektu do biomonitoringu człowieka.

Oryginalność projektu jest następująca. Po pierwsze, jest to badanie na ludziach przeprowadzone w rzeczywistych warunkach pracy na pracownikach narażonych na reprezentatywne mieszaniny WWA. Jest to multidyscyplinarne podejście łączące jednocześnie aktualne biomonitoring, analizy omiczne i cytogenetyczne, które zapewnią wgląd w kompleksowy obraz reakcji metabolicznych i ekspresji białek po ekspozycji zawodowej na mieszaniny WWA oraz pozwolą na identyfikację zachodzących procesów biologicznych. Rakotwórcze metabolity BaP (Tetraol-BaP i 3-OHBaP) będą jednocześnie analizowane w celu porównania dwóch głównych szlaków metabolicznych BaP.

Głównymi etapami projektów będą:

• Rekrutacja 100 pracowników narażonych w różny sposób na mieszaniny WWA, z których pobrano próbki w dwóch okresach czasu (po tygodniach narażenia i po 3 tygodniach bez narażenia zawodowego),
• Rejestracja odpowiednich danych (charakterystyka pracy, zawody/zadania, doświadczenie zawodowe, liczba lat narażenia, nawyki palenia, sposób żywienia, współchorobowość),
• Analizy toksykologiczne (LC-Fluorescencja i GC-MS-MS) metabolitów w moczu kilku gazowych i cząsteczkowych WWA (naftalen, fluoren, fenantren, piren, BaP, BeP, chryzen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo (a) Antracen),
• Analizy proteomiczne próbek krwi poprzez metodę wzbogacania dla oddolnej ilościowej analizy proteomicznej opartej na LC-HR-MS bez etykiet. Rozregulowane białka (DEP) zostaną zidentyfikowane i związana z nimi sygnatura białkowa. Analiza ontologii genów (GO) określi grupy zaangażowanych procesów biologicznych,
• Analizy nieukierunkowanej metabolomiki na próbkach krwi w UHPLC-HR-MS, z nienadzorowanymi analizami statystycznymi (analiza głównych składników, regresje logistyczne), identyfikacją odpowiednich metabolitów poprzez ich porównanie z bazą danych Human Metabolome oraz zaawansowanymi sieciami molekularnymi / przeszukiwaniem biblioteki spektralnej LC- dane MSMS,
• Mikrojądra (MN) w komórkach policzka poprzez pobranie komórek policzka za pomocą cytobrush, przeniesienie do laboratorium w buforze, utrwalenie i barwienie, automatyczne zliczanie w świetle fluorescencyjnym.