Skutki rozwojowe narażenia na mikroplastiki we wczesnym życiu (DIMPLE)

Proponowane badanie pilotażowe ustali nową kohortę zdrowych kobiet karmiących piersią z Denver (n = 10) i Boulder (n = 10) w Kolorado. Rekrutując kobiety z tych dwóch regionów, badacze będą w stanie zapewnić, że nasze badanie pilotażowe obejmie zróżnicowany zakres geograficzny o różnym poziomie narażenia na zanieczyszczenia powietrza i społecznych determinantach zdrowia (SDoH). Uczestniczki badania będą 1 miesiąc po porodzie (+/- 2 tygodnie) i zgłoszą wyłączne karmienie piersią. Badacze pobiorą także próbki kału matki do biobanku na potrzeby przyszłych wniosków o finansowanie, w ramach którego dodatkowo zbadany zostanie mikrobiom jelitowy i metabolom kału.

Wzrost, masa ciała, ciśnienie krwi i inne pomiary antropometryczne: Wzrost i masa ciała matki będą mierzone przy użyciu skalibrowanej wagi medycznej i dostępnego w handlu stadiometru. Masa ciała niemowlęcia będzie mierzona dwukrotnie na skali cyfrowej z dokładnością do najbliższych 10 g, a długość będzie mierzona dwukrotnie z dokładnością do 0,1 cm przy użyciu infantometru zgodnie ze standardową metodą Światowej Organizacji Zdrowia (WHO). Grubość fałdu skórnego u niemowląt będzie mierzona w czterech miejscach za pomocą suwmiarki Holtain. Masę ciała matki rejestruje się z dokładnością do 0,1 kg, a wzrost z dokładnością do 0,1 cm. Zautomatyzowany pomiar ciśnienia krwi za pomocą odpowiednich mankietów zostanie wykorzystany do uzyskania trzech odczytów ciśnienia krwi, z których zostanie zarejestrowana średnia wartość, zgodnie z zaleceniami American Heart Association.

Ocena spożycia pokarmu i aktywności fizycznej: Dane dotyczące diety będą zbierane przy użyciu kwestionariusza dotyczącego częstotliwości spożywania pokarmów, przeprowadzonego przez Narodowy Instytut Raka (NCI). Kwestionariusz ma na celu zebranie informacji na temat spożycia żywności w poprzednim miesiącu i zawiera pytania dotyczące spożycia owoców, warzyw, produktów mlecznych, produktów pełnoziarnistych i błonnika, cukru, czerwonego i przetworzonego mięsa. Kwestionariusz będzie udostępniany w Internecie, a w pobliżu będzie znajdować się asystent badawczy, który odpowie na wszelkie pytania. Biorąc pod uwagę zainteresowanie badaczy ekspozycją na mikrodrobiny plastiku z żywności, dodatkowe dane dotyczące diety będą gromadzone poprzez administrację 24-godzinnego systemu danych o wartościach odżywczych do celów badawczych (NDSR), który będzie przekazywany telefonicznie przez zarejestrowanego dietetyka lub personel badawczy w ramach bezpośrednia kontrola dyplomowanego dietetyka. Badacze poproszą matki o wypełnienie 3 przypomnień dotyczących diety dla siebie i 3 dla dziecka, najlepiej na 2 dni powszednie i weekend. Podczas wizyty klinicznej w Centrum Badań Klinicznych (CTRC) zostanie przeprowadzone jedno badanie żywieniowe matki i dziecka. Asystenci ds. badań będą współpracować z uczestnikami w celu ustalenia, które dni są dla nich najbardziej odpowiednie na dokonanie kolejnych wycofań. Na koniec, aby ocenić ilość mleka spożytego przez niemowlęta podczas jednego karmienia, badacze zważą niemowlęta podczas wizyty studyjnej przed karmieniem. Następnie matki zostaną poproszone o karmienie dziecka piersią. Po zakończeniu karmienia badacze ponownie zważą niemowlęta, aby mniej więcej określić ilość spożytego mleka.

Próbki kału matki i niemowlęcia: Kwalifikującym się uczestnikom zostaną przekazane zestawy do pobierania kału. Aby uniknąć zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi, zestawy do pobierania kału dla matki będą zawierać chłonną podkładkę zakrywającą plastik znajdujący się na kapeluszu do zbierania stolca, rękawiczkach, metalowej łyżce i szklanym pojemniku. W ramach zbiórki odchodów dla niemowląt matki otrzymają pieluchę, chustę i ściereczkę dla pszczół oraz wszystkie przybory do zbiórki niezawierające plastiku. Badacze dostarczą uczestnikom materiały do ​​pobrania i instrukcje przed ich wizytą, aby mogli pobrać próbki w domu. Badacze poproszą ich o pobranie próbek w ciągu 24 godzin od wizyty, aby zachować skład mikrobiologiczny próbek kału. W instrukcji będzie określone, że próbki należy przechowywać w lodówce do czasu wizyty. Badacze zapewnią uczestnikom lodówkę do transportu próbek do CTRC. Jeżeli z jakiegokolwiek powodu uczestnicy nie mogli pobrać tych próbek w domu, będą mogli je pobrać podczas wizyty. Jeśli zostaną pobrane podczas wizyty klinicznej, próbki kału matki i dziecka zostaną przeniesione do 3-4 szklanych fiolek i przechowywane w lodówce o temperaturze -4°C przez 24 godziny przed przechowywaniem w temperaturze -80°C w celu sekwencjonowania MNP i mikrobiomu jelitowego. Probówki do zbierania kału zawierają środek konserwujący kał, który zapobiega zmianom w bakteriach tlenowych i beztlenowych, które mogą wystąpić podczas transportu. Sekwencjonowanie kału zostanie przeprowadzone na Uniwersytecie Emory (dr. Douga Walkera). Do laboratorium doktora Walkera wysyłane będą wyłącznie próbki pozbawione cech identyfikacyjnych. DNA zostanie zsekwencjonowane na platformie Illumina HiSeq 4000. Profile składu mikrobiologicznego zostaną przewidywane przy użyciu MetaPhlan. Próbki zostaną mapowane funkcjonalnie przy użyciu HUMANN2 w celu uzyskania poziomu obfitości rodzin genów z klastrów referencyjnych UniProt, które zostaną następnie zmapowane w bazie danych szlaków metabolicznych MetaCyc. Geny zostaną pogrupowane w klastry grup ortologicznych na podstawie danych EggNOG. Liczebność rodzin genów zostanie pogrupowana w szersze kategorie funkcjonalne w oparciu o adnotację do ontologii genów UniProt. Do analizy metabolomicznej próbki kału będą analizowane przy użyciu ultrasprawnej chromatografii cieczowej (UPLC) i wysokiej rozdzielczości/tandemowej spektrometrii mas (MS/MS) firmy Metabolon. Związki pochodzenia egzogennego, ludzkiego i mikrobiologicznego zostaną zidentyfikowane poprzez porównanie z wpisami bibliotecznymi dotyczącymi oczyszczonych standardów lub powtarzających się nieznanych jednostek. Metabolon utrzymuje bibliotekę referencyjną zawierającą ponad 4500 znanych metabolitów i ponad 9000 nowych metabolitów. Identyfikacja biochemiczna będzie oparta na trzech kryteriach: wskaźniku retencji, dokładnym dopasowaniu masy do biblioteki +/- 10 ppm oraz wynikach MS/MS do przodu i do tyłu pomiędzy danymi eksperymentalnymi a autentycznymi standardami.

Odciąganie mleka z piersi: Ze względu na potencjalne narażenie na ryzyko karmienia piersią mlekiem z plastikowych butelek, wszystkie matki zostaną poproszone o karmienie dziecka wyłącznie piersią przez 7 dni przed pobraniem kału. Podobnie jak w przypadku materiałów do zbiórki kału, badacze dostarczą matkom silikonowy laktator Haakaa, silikonowy pojemnik do przechowywania z nakrętką oraz instrukcje przed wizytą studyjną. Matki zostaną poproszone o pełny wyraz jednej piersi. Jeśli matki nie czują się komfortowo oddając pełny wyraz, koordynatorzy badania będą współpracować z matkami w celu ustalenia odpowiedniej ilości do pobrania. Badacze pobiorą co najmniej około 4 g mleka matki. Jeśli matki nie będą mogły pobrać próbki mleka z piersi przed wizytą, otrzymają do dyspozycji ciche, prywatne pomieszczenie do nauki CTRC, w którym będą odciągać mleko z piersi za pomocą laktatora silikonowego Haakaa do silikonowego pojemnika do przechowywania. Po pobraniu członek naszego zespołu badawczego podzieli próbki do sterylnych szklanych probówek w celu przechowywania. Po pobraniu wszystkie próbki będą przechowywane w temperaturze -80 stopni C przed przetwarzaniem i analizą.

Pobieranie krwi: Zostaną pobrana krew (50 ml) do analizy mikroplastiku. Krew będzie pobierana za pomocą igły 21G ze stali nierdzewnej, podłączonej do szklanego pojemnika pod próżnią, dzięki czemu krew pobrana bezpośrednio od uczestnika zostanie zdeponowana w szklanym pojemniku próżniowym. Szklane odkurzacze będą wyposażone w gumową uszczelkę do przechowywania.