Utvecklingseffekter av mikroplastexponering i tidig ålder (DIMPLE)

Den föreslagna pilotstudien kommer att etablera en ny kohort av friska, ammande kvinnor från urbana Denver (n = 10) och Boulder (n = 10), Colorado. Genom att rekrytera kvinnor från dessa två regioner kommer utredarna att kunna säkerställa att vår pilotstudie täcker ett varierat geografiskt område med varierande nivåer av exponering för luftföroreningar och sociala bestämningsfaktorer för hälsa (SDoH). Studiedeltagare kommer att vara 1 månad efter förlossningen (+/- 2 veckor) och rapportera exklusiv amning. Utredarna kommer också att biobanka maternala avföringsprover för framtida finansieringsansökningar som dessutom kommer att undersöka tarmmikrobiomet och fekal metabolom.

Längd, vikt, blodtryck och andra antropometriska mått: Moderns längd och vikt kommer att mätas med hjälp av en kalibrerad medicinsk våg och en kommersiell stadiometer. Spädbarnsvikten kommer att mätas i duplikat på en digital våg som är exakt till närmaste 10 g och längden kommer att mätas i duplikat till närmaste 0,1 cm med hjälp av en infantometer och den standardiserade Världshälsoorganisationens (WHO) tillvägagångssätt. Spädbarns hudveckstjocklek kommer att mätas på fyra platser med Holtain hudvecksok. Moderns vikt kommer att registreras till närmaste 0,1 kg och längden kommer att registreras till närmaste 0,1 cm. Automatiserat blodtryck med lämpliga manschetter kommer att användas för att erhålla tre avläsningar av blodtrycket, från vilka medelvärdet kommer att registreras, enligt rekommendationer från American Heart Association.

Bedömning av matintag och fysisk aktivitet: Kostdata kommer att samlas in med hjälp av National Cancer Institute (NCI) National Health and Nutritional Examination Survey (NHANES) Food Frequency Questionnaire. Frågeformuläret är utformat för att fånga information om matintag under föregående månad, och innehåller frågor som beskriver konsumtion av frukt, grönsaker, mejeriprodukter, fullkorn och fibrer, socker och rött och bearbetat kött. Enkäten kommer att administreras på webben med en forskningsassistent i närheten för att hjälpa till med eventuella frågor. Med tanke på att utredarna är intresserade av mikroplastexponering från mat, kommer ytterligare kostdata att samlas in genom administrationen av Nutrition Data System for Research (NDSR) 24-timmars dietary recalls som kommer att administreras via telefon av en registrerad dietist eller studiepersonal under direkt tillsyn av en legitimerad dietist. Utredarna kommer att be mödrar att slutföra 3 dietåterkallelser för sig själva och 3 för sitt spädbarn, helst under 2 vardagar och en helg. En dietåterkallelse för både mor och spädbarn kommer att slutföras under det kliniska besöket vid Clinical Translational Research Center (CTRC). Forskningsassistenter kommer att arbeta tillsammans med deltagarna för att fastställa vilka dagar som är bäst lämpade för dem att genomföra efterföljande återkallelser. Slutligen, för att bedöma mängden mjölk som konsumeras av spädbarn under en enda matning, kommer utredarna att väga spädbarnen vid studiebesöket innan de matas. Då kommer mammor att uppmanas att amma sitt barn. Efter avslutad utfodring kommer utredarna att väga spädbarnen igen för att ungefär fånga mängden mjölk som konsumeras.

Avföringsprover för mödrar och spädbarn: Avföringssatser kommer att ges till berättigade deltagare. För att undvika plastkontaminering, kommer moderns fekaluppsamlingssatser att innehålla en absorberande dyna som täcker all plast på avföringsmössan, handskar, en metallsked och glasbehållare. För insamlingen av spädbarnsavföring kommer mammor att förses med en blöja, bee's wrap & trasa, och alla insamlingsmaterial som är fria från plast. Utredarna kommer att leverera dessa insamlingsmaterial och instruktioner till deltagarna före besöket så att de kan hämta provet hemma. Utredarna kommer att be dem att ta proverna inom 24 timmar efter besökstiden för att bevara den mikrobiella sammansättningen av avföringsproverna. Instruktionerna kommer att specificera att prover ska förvaras i kylen fram till besöket. Utredarna kommer att tillhandahålla en kylare för deltagarna att transportera proverna till CTRC. Om deltagarna av någon anledning inte kunde få dessa prover hemma, kommer de att tillåtas samla in dem under besöket. Om de samlas in vid det kliniska besöket, kommer mödra- och spädbarns avföringsprover att överföras till 3-4 glasflaskor och förvaras i ett -4°C kylskåp i 24 timmar innan det förvaras vid -80°C för MNP- och tarmmikrobiomsekvensering. Fekaluppsamlingsrör använder ett fekalt konserveringsmedel, som förhindrar förändringar av aeroba och anaeroba bakterier som kan uppstå under transporten. Fekal sekvensering kommer att utföras vid Emory University (Dr. Doug Walker). Endast avidentifierade prover kommer att skickas till Dr Walkers labb. DNA kommer att sekvenseras på Illumina HiSeq 4000-plattformen. Mikrobiella sammansättningsprofiler kommer att förutsägas med hjälp av MetaPhlan. Prover kommer att kartläggas funktionellt med hjälp av HUManN2 för att erhålla överflöd av genfamiljer från UniProt Reference Clusters som kommer att kartläggas ytterligare till MetaCyc metaboliska vägdatabas. Gener kommer att grupperas i kluster av ortologa grupper från EggNOG-data. Genfamiljens överflöd kommer att grupperas i bredare funktionella kategorier baserat på annotering för UniProt-genontologin. För metabolomisk analys kommer fekala prover att analyseras med hjälp av ultra-performance vätskekromatografi (UPLC) och högupplösning/tandem masspektrometri (MS/MS) av Metabolon. Föreningar av exogent, humant och mikrobiellt ursprung kommer att identifieras genom jämförelse med biblioteksposter av renade standarder eller återkommande okända enheter. Metabolon har ett referensbibliotek med mer än 4 500 kända metaboliter och mer än 9 000 nya metaboliter. Biokemiska identifieringar kommer att baseras på tre kriterier: retentionsindex, exakt massmatchning till biblioteket +/- 10 ppm, och MS/MS framåt och bakåt poäng mellan experimentdata och autentiska standarder.

Bröstmjölksuttryck: På grund av potentiell exponering från att mata bröstmjölk från plastflaskor, kommer alla mödrar att uppmanas att endast mata sina spädbarn från bröstet i 7 dagar innan spädbarns avföring hämtas. I likhet med avföringsmaterialen kommer utredarna att förse mammor med en Haakaa silikonbröstpump, silikonförvaringsbehållare med lock och instruktioner innan studiebesöket. Mödrar kommer att uppmanas att ge ett fullständigt uttryck av ett enda bröst. Om mödrar är obekväma med att ge ett fullständigt uttryck, kommer studiekoordinatorerna att arbeta med mammor för att bestämma en lämplig mängd för insamling. Utredarna kommer att samla in minst cirka 4 g bröstmjölk. Om mammor inte kan ta sitt bröstmjölksprov före besöket kommer de att få ett tyst, privat CTRC-studierum där de kommer att pumpa bröstmjölk med hjälp av en Haakaa silikonbröstpump i en silikonförvaringsbehållare. Efter insamling kommer en medlem av vårt studieteam att alikvotera mätningar i sterila glasrör för förvaring. Efter insamling kommer alla prover att förvaras vid -80 grader C innan bearbetning och analys.

Blodtagning: Blodtagningar kommer att samlas in (50 ml) för mikroplastanalys. Blod kommer att samlas in med en 21G nål av rostfritt stål som är ansluten till en glasbehållare under vakuum, så att blod som tas direkt från deltagaren deponeras i glasdammsugaren. Glasdammsugare kommer att ha en gummitätning för förvaring.