Estudo humano para desenvolver uma assinatura de exposição ocupacional a diesel (DICE)

1. Objetivo: Mais de 100.000 funcionários em Alberta são inadvertidamente expostos ao escapamento de diesel no trabalho devido ao amplo uso de motores a diesel em veículos e máquinas usadas na construção de estradas, caminhões, silvicultura, extração de petróleo e mineração mineral. Embora o monitoramento do ar ambiente da exposição ao DE exista em alguns ambientes ocupacionais, o monitoramento do ar ambiente depende fortemente de modelos substitutos e pode produzir uma imagem distorcida da exposição passada à exaustão. Assim, é necessário um limite claro de exposição baseado em biomonitoramento para proteger adequadamente os trabalhadores.
2. Objetivo: Nossa pesquisa visa estabelecer a relação entre concentração de exposição e efeito biológico como um auxílio para a determinação de faixas de referência para exposição aceitável.

3. Hipóteses e Objetivos:

   Hipótese 1: A inalação do escapamento de diesel (DE) provoca uma produção proteica característica, de maneira dose-dependente.

   Objetivo 1. Demonstrar, usando uma análise proteômica de soro e urina, uma assinatura que aumenta agudamente em resposta a uma gama de concentrações ocupacionalmente relevantes de DE.

   Hipótese 2: A inalação de DE aumenta as concentrações de metabólitos de hidrocarbonetos poliaromáticos (PAH) na urina, de maneira dose-dependente.

   Objetivo 2. Determinar a faixa de acúmulo de metabólitos de PAH na urina após exposição aguda a uma faixa de concentrações ocupacionalmente relevantes de DE.

   Hipótese 3: A inalação de DE altera a responsividade das vias aéreas a um estímulo contrátil, de maneira dose-dependente, e essa alteração está associada a alterações na assinatura proteômica/PAH-metabolômica combinada.

   Objetivo 3: Determinar a inclinação dose-resposta à metacolina, em resposta a uma gama de concentrações ocupacionalmente relevantes de DE, e correlacionar as alterações nesta inclinação com as alterações nas proteínas e metabólitos.

   Além disso, pretendemos estabelecer a relação entre uma gama de concentrações controladas de exposição a DE e qualidade do sono e respiração durante o sono através do componente de sub-estudo.

4. Justificação:

   Nosso trabalho informará os tomadores de decisão e as partes interessadas na criação de políticas baseadas em evidências para limitar a exposição ocupacional à exaustão de diesel com base na biologia relevante.

5. Método de pesquisa:

   Este é um estudo de exposição humana cruzado, randomizado, duplo-cego e ordenado.

   Este projeto visa determinar marcadores de exposição DE que podem ser usados ​​em um ambiente ocupacional. Portanto, usaremos uma variedade de níveis de exposição ocupacional para contextualizar adequadamente nossos resultados. Para isso, 20 participantes saudáveis ​​serão expostos a uma condição controle e 3 níveis diferentes de concentração de DE, cada um por um período de 4 horas, em ordem aleatória. Cada exposição será separada por um período de washout de duas semanas. Os níveis serão titulados DE para 20, 50 e 150 ug/m3 PM2.5, e a exposição de controle será ar filtrado (FA).

   Os participantes serão submetidos a um desafio com metacolina e fornecerão amostras de sangue e urina antes e depois das exposições para analisar a função pulmonar e as respostas biológicas.

   Se os participantes consentirem em participar do subestudo do sono, eles receberão questionários adicionais durante as visitas referentes à qualidade do sono. Os participantes receberão um monitor de sono Alice NightOne e instruções sobre como operar o equipamento. O monitor de sono será conectado pelo participante em casa quando ele estiver prestes a dormir, após uma exposição, e monitorará seus padrões de sono naquela noite.

6. Análise estatística:

Primeiro, serão determinadas as mudanças nos parâmetros clínicos (metacolina PC20 e curva de resposta à dose) e abundância de proteínas sanguíneas séricas entre pré e pós-exposição. Esses valores 'delta' serão comparados estatisticamente entre exposições usando modelos lineares de efeitos mistos usando o programa R, conforme descrito em nossas publicações anteriores de protocolos projetados de forma semelhante de nosso grupo. Valores de p<0,05 serão considerados significativos em todo o estudo, com ajustes para comparações múltiplas. Embora o período de washout de 2 semanas se destine a minimizar a probabilidade de efeitos de transição, avaliaremos formalmente isso incluindo um termo para a ordem das exposições nos modelos.

As análises para o componente do sono serão realizadas no Hospital de Ottawa e serão concluídas por meio de um modelo de efeitos mistos linear ou logístico, conforme aplicável usando o programa R. Métodos semelhantes aos dados coletados no estudo principal. A interpretação dos dados será concluída por meio de um algoritmo de software no servidor local.