Płuca w ogniu: Dym z pożarów lasów, występujące choroby, podatne populacje i wartości społeczne w Kanadzie (LoF)

CEL: Wykorzystanie odpowiedzi na kontrolowaną ekspozycję człowieka na dym drzewny, jako model dymu z pożarów lasów (WFS), w celu określenia ryzyka oraz dodania biologicznej wiarygodności założeniu, że związane z WFS cząstki o średnicy 2,5 mikrometra lub mniejszej (PM2,5) przyczyniają się do rozwoju chorób neurologicznych i przewlekłych chorób płuc.

Grupy ekspozycji w badaniu:

Grupa A: 3 kolejne dni z 2-godzinną ekspozycją na dym drzewny przy stężeniu 35 µg/m³ PM2,5 Grupa B: 3 kolejne dni z 2-godzinną ekspozycją na dym drzewny przy stężeniu 105 µg/m³ PM2,5 Grupa C: 2 kolejne dni z filtrowanym powietrzem (FA), a następnie 1 dzień z 2-godzinną ekspozycją na dym drzewny przy stężeniu 315 µg/m³ PM2,5

HIPOTEZA, UZASADNIENIA I CELE Cel 1A: Zwiększenie wiarygodności i określenie ryzyka wpływu WFS na przewlekłe choroby płuc.

Hipoteza 1A: Badacze określą mechanizmy, które w sposób wiarygodny łączą ekspozycję na WFS z rozwojem chorób przewlekłych, poprzez powiązanie ekspozycji na WFS ze spadkiem czynności płuc, astmą, przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP) lub rakiem płuc.

Ocena wiarygodności powiązania ekspozycji na WFS z przewlekłymi chorobami płuc, takimi jak astma, POChP i rak płuc.

Ocena biologicznych skutków WFS na drogi oddechowe.

• W szczególności, jakie są efekty stężenia, natężenia i czasu ekspozycji na odpowiedzi zapalne i immunomodulacyjne na ekspozycję na WFS?
• Kilka szlaków biologicznych może łączyć ekspozycję na WFS z rozwojem przewlekłych chorób układu oddechowego, takich jak astma, POChP i rak płuc. Obejmują one efekty stresu oksydacyjnego i stanu zapalnego na integralność bariery nabłonkowej, co może ułatwiać kontakt z komórkami odpornościowymi, uczulenie na alergeny, zwiększoną podatność na infekcje oraz przebudowę tkanek, która upośledza czynność płuc. Epigenetyka, w szczególności metylacja DNA (DNAm), to kolejny potencjalny mechanizm łączący WFS z chorobami przewlekłymi, a mikrobiom dróg oddechowych może również przyczyniać się poprzez kilka szlaków. Jednakże WFS różni się od ogólnego zanieczyszczenia powietrza związanego z ruchem miejskim i transportem (TRAP), więc efekty ekspozycji na TRAP wykazane do tej pory nie mogą być automatycznie przypisane WFS.

Cel 1B: Wykorzystanie badania kontrolowanej ekspozycji człowieka w celu zidentyfikowania, przy różnych natężeniach ekspozycji na WFS:

1.1 Zmian neuropoznawczych istotnych dla rozwoju przewlekłych chorób neurologicznych 1.2 Wzorców czasowych początku i ustępowania istotnych krążących markerów neurozapalnych 1.3 Płci, wieku i genetyki jako czynników modyfikujących podatność na powyższe zjawiska

Hipoteza 1B: Badacze wykazą zaburzenia w domyślnej sieci mózgowej (DMN) oraz zależne od natężenia wzrosty krążących markerów neurozapalnych, szczególnie u osób starszych i tych z genotypami powodującymi niedobór metabolizmu przeciwutleniaczy lub zwiększającymi ryzyko demencji.

PROJEKT BADANIA Randomizowane, podwójnie zaślepione, kontrolowane krzyżowo badanie ekspozycji człowieka.

ANALIZA STATYSTYCZNA Dane będą analizowane w R przy użyciu uogólnionych i liniowych modeli efektów mieszanych. Modele będą uruchamiane z ekspozycją jako efektem stałym, a identyfikatorem uczestnika jako efektem losowym.