Projekti / Programi
Nevropsihološke disfunkcije, ki jih povzroča nizka stopnja izpostavljenosti izbranim onesnaževalom iz okolja pri občutljivi populaciji - NEURODYS
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B700 |
Biomedicinske vede |
Okoljsko zdravstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.05 |
Naravoslovne vede |
Zemlja in okolje |
strupeni spojine, izpostavljenost, občutljivost, nevrotoksičnost, notranja doza, polimorfizem, geni, mikrobiom, orodja za bioinformatiko
Raziskovalci (23)
Organizacije (2)
Povzetek
Okoljska onesnaževala, vključno z izbranimi strupenimi elementi/kovinami in organskimi spojinami, so med znanimi vzroki za nevrorazvojne bolezni, katerih vsevečja razširjenost v svetovnem merilu je zelo prepoznavna . Subklinično zmanjšanje v nevro-psiholoških funkcijah je bolj pogosto kot nevrorazvojne motnje in lahko igrajo pomembno vlogo v etiologiji nevroloških motenj kasneje v življenju. Odziv je močno odvisen od posameznih kompenzacijskih mehanizmov, zlasti pri nizkih, okoljsko pomembnih izpostavljenostih in lahko vključuje (epi) genetsko nagnjenje in / ali človeški mikrobiom. V splošnem, je opazen močen porast populacijskih študij povezanih s spremenljivostjo občutljivosti na nevrotoksične učinke pri nizki izpostavljenosti strupenim snovem v zunanjen in notranjem življenskem okolju.
Ta predlog temelji na obstoječi kohortni študiji otrok PHIME (Vpliv dolgoročne izpostavljenosti nizkim odmerkom strupenih kovin pri občutljivi populaciji prebivalstva 2000-2006), v katerem smo spremljali nevrološki razvoj otrok v zvezi s izpostavljenostjo otrok živemu srebru zaradi uživanja rib sredozemskih obalnih regijah Italije, Slovenije, Hrvaške in Grčije. Rezultati testiranja pri 18 mesecev starih otrocih je pokazala, da je bila višja poraba rib med nosečnostjo povezana z kognitivno in jezikovno performanco, na pa motorično. Podksupina the otrok (Slovenija, Italija, Hrvaška) je bila ponovno testirana v starosti med 6 in 8 let v okviru projekta Life+ CHROME. Kot nadaljevanje, je cilj tega predloga za nadaljnje izkoriščanje razpoložljivih podatkov prejšnjih študij in zapolnitev vrzeli podatkov z dodatnimi kemičninimi, biokemičnimi in molekularnimi analizami. Glavni cilj predlaganega projekta je torej vzpostaviti povezavo med izpostavljenostjo kemikalijam v okolju, človeškim (epi) genomom in nevropsihološki performanci, ob upoštevanju mikrobioma. Tak inovativen pristop bomo uporabili prvič. Protokol v vseh treh državah, ki prispevajo podatke, je bil izveden na enak način, kar omogoča kreiranje enotne študijske kohorte in omogoča dovolj stistične moči za obdelavo podatkov in interpretacijo. Poleg tega ta predlog pravočasen, saj sovpada z rekrutiranjem nove kohorte v Ljubljani in na Reki kot del EXHES / HEALS projekta. To bo omogočilo nadaljnjo validacijo rezultatov študije z uporabo metodologije, ki temelji na potrjenih podatkih.
Projekt vključuje partnerstvo institucij, ki sodeluje že od leta 2000 in pokriva vse discipline, ki jih taka študija zahteva. V Sloveniji (Inštitut Jožef Stefan, Univerzitetni Klinični Center Ljubljana) razpolaga z znanjem in izkušnjami, ki pokrivajo potrebe po kemijskih in biokemijskih analizah, farmakokinetično modeliranje, študijam izpostavljenosti ksenobiotikom, izkušnje pri rekrutiranju, nevrorazvojnem testiranju, bioinformatiko in najsodobnejše tehnike strojnega učenja potrebne za razlago in uporabo podatkov. Mednarodni partnerji bodo prispevali podatke, potrebne za vključitev hrvaške in italijanske kohorte (Univerzitetni medicinski center na Reki in Burlo Garofolo, Trst) ter ekpertizo na področju biostatističnih orodij. Prispevek švedskih partnerjev, in sicer Karolinska inštituta, Stockholm in Univerza Chalmers, bo na področjih naprednega genotipiziranja in epigenetskih analiz ter mikrobioma.
V okviru projekta bomo s ambicioznium programom diseminacije objavili številne rezultate znanstvenih revijah in mednarodnih znanstvenih srečanjih. Preko angažiranja mladih raziskovalcev bomo ustvarili priložnosti za njihove karierne poti na področjih perspektivnih interdisciplinarnih znanosti. Komunikacija rezultatov študije različnim zdravstvenim in okoljskim sektorjem na nacionalni in mednarodni ravni bo izboljšalo tudi razumevanje in uporabo kompleksnih interakcij genom - okoljem pri ukrepih za ravnanje s kemikalijami. Prav tako bo sestavni del načrta za izvedbo projekta tudi informiranje spošne populacije z njihovim aktivnim sodelovanjem in poreko drugih informativnih dejavnosti.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati bodo dali nove pomembne informacije o mehanizmih nevrotoksičnih učinkov, ki jih povzročajo okoljska onesnaževala in ostali faktorji. Rezultati bodo razširili in poglobili naše razumevanje povezanih mehanizmov na ravni molekul in organizmov. To bo doseženo z razvojem integriranja izpostavljenosti in biološkega odziva/privzema, ki zajema podatke o humanem biomonitoringu (HBM) in vzročno povezavo med človeškim genomom, izpostavljenostjo okolja in nevrorazvojnimi boleznimi. To vrednotenje bo narejeno na podlagi ponovne analize obstoječih bioloških vzorcev kohorte (npr. PHIME, CROME in HEALS) in dodatnem rekrutiranjem populacije. Iz teh študij je bilo ugotovljeno, da je učinek strupenih spojin variabilen med posamezniki, tudi če so bile ravni izpostavljenosti podobne. Do katere mere to lahko razložimo z genetiko (npr. razlike v toksikokinetiki, povezani s polimorfizmi encimov), sociodemografskimi dejavniki ali s iztočasni izpostavljenosti večim okoljskih kemikalij, ostaja predmet številnih raziskav in odgovora na to seveda nimamo. Predlagana študija obravnava ta vprašanja in jih povezuje s človeškim mikrobiomom, za katerega je znano, da vpliva na več procesov v človeškem telesu. To je zagovovo novost v tovorstnih raziskavah.
Študija bo obravnavala medsebojne razlike v občutljivosti na genetske, epigenetske ali mikrobiomske značilnosti pri izpostavljenosti kemikalijam - to predstavlja znaten napredek v študijskih pristopih in bo prispevalo k študijam, ki poskušajo odpraviti negotovosti pri razumevanju odzovnosti pri nizki stopnji izpostavljenosti pri humani populaciji. Študija bo zato prispevala k boljšemu razumevanju učinkov genetskih in signalnih poti, ki modulirajo škodljive učinke strupenih kovin in izbranih organskih spojin pri nizki izpostavljenosti.
Ta študija bo zlasti prispevala k novim znanstvenim dokazom, ki so potrebni v smernicah Svetovne zdravstvene organizacije in Konvenciji Minamata, sprejeta leta 2013. Člen 16 te konvencije o zdravstvenih vidikih zahteva "razvoj in izvajanje strategij in programov za prepoznavanje in zaščito ogroženih populacij, in ki lahko vključujejo sprejetje znanstvenih zdravstvenih smernic v zvezi z izpostavljenostjo živim srebrom in spojinam živega srebra, določanjem ciljev za zmanjšanje izpostavljenosti živemu srebru, kjer je to primerno, in javnim izobraževanjem, pri čemer sodeluje javno zdravje in drugo. Poleg tega bo projekt prispeval k zavezanosti EU k Parma Deklaraciji 2010, pa tudi programu Rio + 20 ter novim ciljem ZN za trajnostni razvoj (ZN) in novi pobudi EU HBM (HBM4EU) z dobro razvitimi metodami diseminacije in komunikacije.
S publikacijami v mednarodnih revijah bomo prispevali k večji prepoznavnosti naših raziskovalcev in Slovenije na mednarodnem prizorišču. Ni zanemarljivo, da bo v projekt vključenih več mladih raziskovalcev, ki bodo vsaj delno opravljali svoje naloge kot del tega projekta. Znanja, pridobljena v tem projektu, bodo prenesena v visokošolsko izobraževanje predvsem na podiplomskem študiju.
Pomen za razvoj Slovenije
The results will give new important information on mechanisms of neurotoxic effects caused by environmental pollutants and confounding factors that will broaden and deepen our understanding of the associated mechanisms on the molecular, and organism levels. This will be achieved through the development of an integrative exposure biology-based framework starting from Human Biomonitoring (HBM) data for identifying the causal associations among the human genome, environmental exposure and neurodevelopmental diseases. This would rely on the evaluation and reanalysis of existing cohort biosamples (e.g. PHIME, CROME, and HEALS) and selected re-sampling and external exposome assessment of the populations involved in the above studies. From these studies, it was found that the effect of toxic compounds was variable among individuals, even if the exposure levels were similar. The extent to which the differences observed might be explained by genetics, sociodemographic factors or by co-exposures to multiple environmental chemicals remains unclear. The proposed study addresses these issues and compliment them with the human microbiome for which it is known to affect several processes in the human body.
The study will address the inter-individual differences in genetic, epigenetic or microbiome based susceptibility in relation to chemical’s exposure – this represent a significant advancement in the study approaches and will contribute to studies that try to resolve inconsistencies at low level of exposure in susceptible population groups, therefore providing improved understanding of the effects of genetic and signalling pathways that modulate detrimental effects of toxic metals and selected organic compounds at low exposure.
In particular this study will contribute to the new science based evidence needed in WHO guidelines and UNEP Minamata Convention on mercury adopted in 2013. The Article 16 of this Convention on health aspects calls for “the development and implementation of strategies and programs to identify and protect populations at risk, particularly vulnerable populations, and which may include adopting science-based health guidelines relating to the exposure to mercury and mercury compounds, setting targets for mercury exposure reduction, ..... .” Moreover, the project will contribute to the EU commitment to the Parma Declaration 2010, as well as the Rio+20 agenda and the new UN Sustainable Development Goals (SDGs) and the new EU HBM initiative (HBM4EU) through.
Through publications in international journals and other dissemination and communication activities, we will contribute to increasing the visibility of our researchers and Slovenia in the international arena. It is not negligible that the project will involves several young researchers, and will be transferred to higher education mainly at postgraduate level.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
