Гипиенд - Многокомпонентное поведенческое вмешательство у препубертальных детей (Hypiend-PPC) (Hypiend-PPC)

1. ОБОСНОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ

   1.1. ОБЛАСТЬ И ОЦЕНКА ТЕКУЩИХ ЗНАНИЙ, НЕПОСРЕДСТВЕННО СВЯЗАННЫХ С НАУЧНЫМИ ВОПРОСАМИ, НА КОТОРЫЕ НУЖНО ОТВЕТИТЬ В КЛИНИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ. Несколько эпидемиологических исследований выявили тревожные связи между высоким воздействием EDC и неблагоприятными последствиями для здоровья у детей и подростков. В качестве иллюстративного примера, в рамках проекта Human Biomonitoring for Europe (HBM4EU) Lange et al. (2022) проанализировали оценку риска комбинированного воздействия антиандрогенных фталатов (ди(2-этилгексил)фталат (DEHP), диизобутилфталат (DiBP), ди-н-бутилфталат (DnBP), бутилбензилфталат (BBzP) и диизононилфталат (DiNP)) у детей (6-11 лет) и подростков (12-18 лет) из разных европейских стран. Авторы сообщили, что DnBP и DiBP были определены как основные факторы, способствующие увеличению индекса опасности (HI) смеси фталатов в большой когорте европейских детей и подростков. Однако интересно, что для 63% этих субъектов, у которых HI > 1, этот риск не был бы обнаружен, если бы риск для каждого химического вещества анализировался индивидуально, что иллюстрирует важность проведения анализа оценки риска смесей. Кроме того, авторы обнаружили различия в HI, связанном с воздействием, между европейскими регионами, причем дети и подростки в восточных регионах подвергались большему воздействию, чем на юге и западе, что подчеркивает важность включения стран с разной степенью воздействия для получения более целостных выводов и реализации адаптированных мер, политик и рекомендаций. Различные эпидемиологические исследования позволяют предположить, что увеличение воздействия EDC с гормональной активностью в последние десятилетия, особенно веществ с прямой эстрогенной активностью, может быть среди причин, объясняющих наблюдаемое увеличение начала полового созревания у девочек и мальчиков в развитых странах. В этом отношении очень недавнее поперечное исследование 1539 испанских детей показало, что более высокие концентрации некоторых нестойких пестицидов были связаны с большей вероятностью развития более раннего полового созревания как у мальчиков, так и у девочек, и что эта ассоциация зависела от индекса массы тела (ИМТ) ребенка.

   Насколько известно исследователям, имеются очень скудные и неубедительные данные об EDC, направленных на снижение воздействия этих веществ у допубертатных детей, включая большинство из них, с участием менее 100 детей, анализирующих максимум две разные семьи EDC и не имеющих контрольной группы.

   HYPIEND направлен на оценку того, способна ли многоцентровая, многокомпонентная контролируемая интервенция (внедрение пластиковой столовой в начальной школе + школьная образовательная программа для детей + семинары для родителей + мобильное приложение для родителей, предназначенное для ограничения воздействия EDC), проведенная в начальных школах у допубертатных детей, снизить концентрации различных EDC в моче и может ли это предотвратить более раннее начало пубертатной фазы, связанной с высоким воздействием EDC. Кроме того, также будут оценены различные антропометрические показатели. Эффекты будут сравниваться с контрольной группой интервенции, которая будет получать только плацебо-семинары с информацией об опасностях экранов, преимуществах физической активности и важности хороших привычек сна. Интервенция будет реализована в течение двух с половиной последовательных учебных лет (с ноября 2025 года (начало интервенции) по декабрь 2027 года) и будет учитывать соответствующие техники и модели изменения поведения для достижения высокой приверженности интервенции.

   Школы будут набираться из разных экологических зон (сельских и городских), чтобы учесть различное воздействие загрязнителей окружающей среды. Исследователи оценят концентрацию биомаркеров воздействия различных семейств EDC в моче детей в трех разных временных точках (на исходном уровне и в конце первого и третьего учебного года). Будет проведена оценка риска воздействия EDC, включая все данные, полученные в моче в разные временные точки. Кроме того, будут проведены многомерные анализы для изучения возможности определения воздействия EDC через прогностические переменные, такие как пищевые привычки, поведенческие привычки, связанные с воздействием EDC, школьная среда и социально-экономический статус. Наконец, исследование будет проведено в двух разных странах (Бельгия и Испания). В целом, этот подход позволит получить более точную картину воздействия EDC и степени снижения воздействия EDC в ответ на реализованную интервенцию, учитывая различные важные факторы, связанные с бременем, связанным с EDC.

   1.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЗАВЕРШЕННЫХ КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И КОЛИЧЕСТВО ПРОВОДИМЫХ КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТОЙ ЖЕ ИНТЕРВЕНЦИИ В ТОМ ЖЕ ПОКАЗАНИИ.

   Недавно Sessa et al. (2021) продемонстрировали, что школьная интервенция в столовой (внедрение пластиковой столовой) в течение 5 дней в неделю в течение 6 месяцев значительно снизила уровни бисфенола А в моче среди групп, а также внутри группы, зачисленной в пластиковую школьную столовую. Однако необходимы более крупные исследования MBI, вовлекающие школы и семьи, при поддержке экспертов в области изменения поведения и образовательных наук, чтобы способствовать долгосрочным эффектам, чтобы минимизировать общее воздействие различных EDC более убедительным образом.

   1.3. УРОВЕНЬ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ, СВЯЗАННЫХ С МЕХАНИЗМОМ ДЕЙСТВИЯ ИНТЕРВЕНЦИИ В ПЛАНИРУЕМОЙ ПОПУЛЯЦИИ КЛИНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

   EDC-Mix-Risk и ENDpoiNTs - это два выдающихся проекта Horizon 2020, которые сочетали экспериментальные исследования как в клетках, так и на животных с эпидемиологическими данными. Исследователи из обоих проектов и других очень хорошо продемонстрировали, используя статистическую модель для многомерной регрессии с данными, полученными в исследовании беременности SELMA, что различные EDC (включая фталаты, алкилфенолы и перфторалкильные вещества), проанализированные в моче или сыворотке женщин на 10-й неделе беременности, были связаны с задержкой речи у детей в возрасте 2,5 лет. Впоследствии идентифицированные EDC были смешаны и протестированы на человеческих мозговых органоидах, а также на Xenopus leavis и Danio rerio, чтобы выяснить молекулярное и функциональное воздействие воздействия. Наконец, авторы интегрировали экспериментальные и эпидемиологические данные и провели подход оценки риска, обнаружив повышенные шансы задержки речи у до 54% потомства, у которого пренатальное воздействие превышало экспериментально полученные уровни опасения. Несмотря на эти очень релевантные выводы, ограниченное количество исследований на людях пролило свет на механизмы, лежащие в основе EDC-опосредованных дисфункций оси HPA, включая индукцию эпигенетических изменений в ключевых генах, вовлеченных в нейроэндокринную регуляцию и преждевременное половое созревание, а также изменения в воспалительном ответе и кишечной микробиоте (дисбиоз). EDC могут увеличивать риск нарушений нейроразвития у детей, вмешиваясь в сигнализацию или метаболизм эстрогена и гормонов щитовидной железы в раннем возрасте. Очень недавно было показано, что повышенные уровни в моче смеси различных химических веществ окружающей среды (фенолы, токсичные металлы и нестойкие пестициды), измеренные у подростков в возрасте 15-17 лет, были связаны с более высокими циркулирующими уровнями белка kiss54 и более низкими уровнями метилирования в разных цитозин-фосфат-гуаниновых (CpG) сайтах в гене kiss1. Кроме того, подростки, у которых был более высокий сывороточный kiss54, имели более высокие уровни лютеинизирующего гормона (ЛГ), а третий терциль процентов метилирования CpG1, CpG2 и общего CpG был связан с более низким фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ) и эстрадиолом (E2). Эти выводы позволяют предположить, что кисс-белки, которые являются нейроактивным пептидом, полученным из предшественника (про-гормон, пре-про-киспептин), высвобождаемым нейронами в гипоталамусе, могут быть многообещающим биомаркером эффекта смесей химических веществ окружающей среды на профиль репродуктивных гормонов. Однако, несмотря на эти доказательства, насколько известно исследователям, ни одно интервенционное исследование на людях, направленное на снижение воздействия EDC, не анализировало молекулярное воздействие, которое может сопровождать эти изменения в воздействии EDC. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы пролить больше света на эти вопросы, включая молекулярные и омиксные анализы на людях, чтобы выяснить, способны ли интервенционные исследования на людях, направленные на снижение воздействия EDC, благоприятно модулировать эти молекулярные изменения.

   В этом проекте будут проведены различные молекулярные и омиксные подходы, чтобы пролить больше света, в рамках оси HPA, на эпигенетические драйверы, наиболее подверженные изменению, и взаимодействие между кишечной микробиотой и воздействием воздействия EDC на системное воспаление. Эти анализы будут выполнены на образцах, полученных в исследовании, с учетом результатов, полученных на доклинических моделях, подвергшихся воздействию смесей EDC, которые пытаются имитировать реальное воздействие на человека, чтобы увеличить шансы получения надежных и достоверных результатов с использованием целевого подхода. Конкретно, у допубертатных детей, помимо кишечной микробиоты, исследователи также оценят гормоны, связанные с осью HPA, метилирование разных CpG сайтов ключевых генов, вовлеченных в ось HPA, и уровни циркулирующего киспептина с использованием высушенных капель крови. В целом, эти анализы позволят нам глубже изучить механизмы, с помощью которых EDC оказывают свои вредные эффекты, а также то, как интервенционные исследования, направленные на снижение воздействия этих химических веществ, могут модулировать эти биологические пути и идентифицированные молекулярные биомаркеры воздействия. Насколько известно исследователям, этот подход еще не проводился в крупных интервенционных исследованиях на людях в области EDC.

   1.4. ПРОЕКТ HYPIEND Интервенция, представленная здесь, является частью европейского проекта HYPIEND. Этот проект координируется Технологическим центром Каталонии (Eurecat), финансируется в рамках программы Horizon Europe (идентификатор соглашения о гранте: 101137440).

   Проект HYPIEND исследует эффекты воздействия множественных EDC на функцию и эпигенетическое программирование оси HPA, чтобы определить стратегии интервенции для минимизации воздействия и последствий для нейроэндокринной системы в перинатальный и допубертатный периоды.

   Многодисциплинарный консорциум HYPIEND состоит из 14 партнеров из восьми европейских стран. Среди них: Stichting Radboud Universiteit (Нидерланды), Institut de Investigació en Ciencies de la Salut Germans Trias i Pujol (Испания), Sciensano (Бельгия), Kungliga Tekniska Hoegskolan (Швеция), Katholieke Universiteit Leuven (Бельгия), University of Granada (Испания), Centrum Medyczne Ksztalcenia Podyplomowego (Польша), Protoqsar 2000 sl (Испания), Enco srl (Италия), Fundacion para la investigacion del hospital universitario la Fe de la Comunidad Valenciana (Испания), Université de Liège (Бельгия), Universite de Geneve (Швейцария), King's College London (Великобритания).

   Дополнительную информацию об этом проекте можно найти по следующим ссылкам: https://hypiend.eu/ Вот обзор методологии Hypiend. Данные из публичных баз данных будут объединены для разработки базы знаний, связывающей выбранное воздействие EDC с исходами здоровья, связанными с осью HPA. Методологии количественного анализа структура-активность (QSAR) будут объединены с анализом данных для выявления паттернов совместного воздействия. Смеси EDC с высокой распространенностью в целевых популяциях будут определены как качественно, так и количественно, в соответствии с паттернами совместного воздействия. Кандидатные смеси EDC будут протестированы на клеточных моделях для определения паттернов доза-ответ и дозирования для последующих исследований. Модели рыбок данио, воспроизводящие оси HP, будут использованы для отбора тех смесей EDC, которые оказывают наибольшее воздействие. Затем выбранные смеси EDC будут протестированы на моделях плаценты и BHE для оценки диффузии смесей EDC и характеристики фракций, достигающих как плода, так и гипоталамуса. Эффекты на развитие и функцию гипоталамуса и гипофиза будут оценены в органоидах и OoC, полученных из стволовых клеток, с особым вниманием к эффектам на метилирование всей геномной ДНК и гормональную функциональность. Результаты будут использованы для дальнейшего отбора сложных смесей EDC в соответствии с их эпигенетическим программированием HP и потенциалом нарушения. Впоследствии лабораторные животные будут подвергаться воздействию смесей EDC от гестации до первого поколения для оценки программирования и кумулятивных эффектов воздействия EDC на ось HPA. Физиологические и поведенческие исходы нарушения HP будут контролироваться. Параллельно будут определены эффекты на метилирование ДНК гипоталамуса, гипофиза и периферических клеток крови, а также изменения в специфических циркулирующих ECV. Будет использован подход системной биологии на основе ИИ для описания ассоциаций между функцией гипоталамуса/гипофиза, паттернами метилирования гематопериферических клеток крови и данными мультиомики. Эти ассоциации будут использованы для установления специфических сигнатур, связанных с нарушением HP под воздействием EDC. Сигнатуры будут исследованы в образцах из целевой популяции (т.е. детей в первые 1000 дней жизни и допубертатных), чтобы изучить их трансляционность и применение в качестве биомаркеров. Исследования на людях не будут ограничиваться перекрестными определениями, а предназначены как новые интервенции для содействия снижению воздействия EDC и оценки причинно-следственной связи. Это позволит определить биомаркеры на основе данных, полученных из разных рабочих пакетов, и подход системной биологии для раскрытия консервативных механизмов действия.

   Работа была предложена как последовательность задач, направленных на определение воздействия реалистичного совместного воздействия EDC на ось HPA двух целевых стадий жизни, т.е. допубертатной и перинатальной. Разные уровни, предложенные организациями, такими как OECD, включая NAMs и вычислительную токсикологию, были приняты для минимизации исследований на животных. Этот дизайн сочетает трансляционные исследования с интервенционными исследованиями.

2. ГИПОТЕЗА ИЛИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС MBI в начальных школах в двух европейских странах (Испания и Бельгия) в течение 28 месяцев снизит уровни EDC в моче у допубертатных детей и увеличит знания об этих загрязнителях.
3. ЦЕЛИ

3.1. ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ Общая цель HYPIEND - понять эффекты совместного воздействия EDC на функцию и эпигенетическое программирование оси HPA, чтобы определить стратегии интервенции для минимизации воздействия и нейроэндокринных последствий в перинатальный и допубертатный периоды.

В этой структуре основная цель клинического исследования - продемонстрировать, что MBI, реализованный в начальных школах в двух разных европейских странах в течение 25 месяцев, эффективен в снижении уровней EDC в моче допубертатных детей с использованием конструктов HAPA для улучшения интервенции и знаний об этих загрязнителях их родителей, а также для углубления научных знаний.

3.2. ВТОРИЧНЫЕ ЦЕЛИ

1. Определить, может ли интервенция, разработанная для снижения воздействия EDC, предотвратить некоторые из вредных эффектов, связанных с изменением HP у допубертатных детей в возрасте от 6 до 8 лет (более раннее начало пубертатной фазы и изменения в ИМТ и когнитивной функции).
2. Лучше понять взаимосвязь между уровнями EDC в моче и уровнями гормонов, связанных с HP, а также паттернами метилирования ДНК и составом кишечной микробиоты, проливая больше света на механизмы, с помощью которых EDC могут оказывать свои вредные эффекты.
3. Изучить с помощью многомерного анализа и анализа оценки риска предикторы повышенных уровней EDC в моче.
4. Определить, эффективна ли интервенция, основанная на комбинированных моделях HAPA1 и PBS2 в начальных школах, в улучшении конструктов HAPA, знаний и поведения родителей, детей и образовательных команд в отношении этих загрязнителей, по сравнению с плацебо-интервенцией.