En la década de 1990, una pueblo pintoresco llamado Hinkley en el desierto de Mojave vio un aumento repentino en cáncer y enfermedad renal. Gracias a Erin Brockovichlos problemas de salud finalmente estaban vinculados a un químico peligroso en los estanques de aguas residuales cercanos que contaminaban el agua potable de la ciudad.
Dos décadas después, el agua potable contaminada con plomo en Flint, Michigan expuso decenas de miles de niños a niveles peligrosos del mineral, lo que los pone en riesgo de afectos cognitivos a largo plazo, como problemas de desarrollo o mayores posibilidades de enfermedad de Alzheimer.
Mientras tanto, respirando la contaminación del aire, desde los humos industriales hasta los incendios forestales, AMPS ACTIVA INFLAMACIÓN En los pulmones, eventualmente desencadenando enfermedades crónicas y potencialmente cáncer. Comiendo carne roja excesiva se ha relacionado con tasas más altas de cáncer, y los estresores sociales afectan el metabolismo, la salud cardíaca y la cognición, todo lo cual contribuye a la salud física a largo plazo.
Los estudios han tratado de igualar cada issue ambiental con el bienestar. Ahora, un grupo de científicos argumenta que necesitamos un mapa más completo. Apodado el “expositor”, los investigadores están utilizando herramientas de detección a gran escala para ver cómo la exposición combinada a los productos químicos en el agua, diferentes enfoques para la nutrición y los niveles de la enfermedad de la enfermedad por el estrés.
Es un objetivo hercúleo. Vincular una multitud de factores ambientales con la salud es aún más complicado que decodificar el genoma. Pero un equipo interdisciplinario de biólogos, epidemiólogos y toxicólogos que participan en el Consorcio de Banbury Exposomics Los planes para mostrar cómo lo que comemos, bebemos y respiramos impacta nuestra salud. Los científicos recientemente colocó una hoja de ruta en Ciencia.
“Ahora estamos construyendo el primer marco sistemático para medir cómo todas las exposiciones, desde productos químicos hasta sociales, interactúan con la biología a lo largo de la vida útil”, Gary Miller de la Universidad de Columbia, quien lidera el consorcio, dicho en un comunicado de prensa.
De genes a cuerpos
El Proyecto del genoma humano Produjo el primer mapa completo de nuestro ADN, ayudando a los científicos a vincular la genética con la salud y la enfermedad. El conjunto de datos genómico ha habilitado las terapias genéticas y los editores de genes que insertan, eliminan o intercambian letras de ADN. Gracias a estos avances, estamos comenzando a tratar trastornos genéticos dolorosos y a veces mortales con un solo tiro. Otras pruebas abordando el colesterol Para proteger contra la enfermedad cardíaca también están en proceso. Y las herramientas han reforzado la investigación generando modelos animales de diferentes enfermedades o medicamentos potenciales de detección.
Pero cuando se trata de salud, la genética es solo una parte de la imagen. No vivimos en una burbuja.
Los científicos han vinculado lo que comemos, bebemos y respiramos a nuestra salud. Han encontrado microplásticos, por ejemplo, en múltiples tejidos humanos-incluido el cerebro—Y ha esbozado su impactos en la salud. Algunos estudios han vinculado la exposición a la contaminación del aire a largo plazo al asma y al cáncer de pulmón, mientras que otros han encontrado pesticidas, metales pesados y diversos productos químicos industriales en el agua subterránea o las tuberías de envejecimiento cambian el cuerpo a nivel molecular.
En lugar de investigar los factores ambientales uno por uno, un enfoque alternativo es unirlos en un solo mapa. Al igual que un genoma, la exposición captura una amplia gama de factores ambientales y muestra cómo influyen colectivamente en la salud y las enfermedades.
“Solo una fracción de enfermedades crónicas puede atribuirse principalmente a factores genéticos”. escribió el equipo. La “exposición ayudará a lograr una comprensión más profunda de una condición de salud dada”.
La exposición no solo rastrea las tasas de enfermedad. Más bien, sigue a las personas durante largos períodos de tiempo y captura cómo múltiples factores ambientales influyen en una variedad de marcadores de salud. El campo también tiene como objetivo descifrar cómo los factores específicos podrían afectar la salud física o psychological en cualquier momento.
“Los humanos están expuestos a múltiples factores dinámicos a lo largo de sus vidas, sin embargo, los métodos de investigación y las agencias reguladoras no han mantenido el ritmo de esta complejidad y continúan dependiendo demasiado de una mentalidad de ‘exposición a la vez'”, escribió el equipo.
Construyendo la exposición
La estandarización es la primera prioridad del consorcio. A diferencia de otros proyectos a gran escala, como mapear el cerebro o los metagenomas, los proyectos de exposición son más difíciles de evaluar.
Las mediciones específicas del entorno pueden integrarse en las bases de datos existentes. Por ejemplo, el mapeo de factores ambientales a genes, proteínas y moléculas metabólicas puede mostrar cómo el cuerpo se adapta a su entorno cambiante. Observar cambios relacionados con productos químicos, nutrientes, señales moleculares o cambios epigenéticos puede generar más información.
El campo ya ha tenido varios éxitos tempranos.
Un estudio de los trabajadores expuestos al tricloroetileno, un químico incoloro e inodoro que se usa a menudo para desgracidar el metallic que aumenta el riesgo de cáncer en los trabajadores de fábricas, identificó un vínculo con las moléculas en la sangre. Otro Exposición de pesticidas conectados a un trastorno del conducto biliar que afecta la digestión. Un tercero Datos de contaminación combinados recopilados por satélite con información residencial para vincular la exposición a los signos de la enfermedad de Alzheimer. Otro estudio transmitió miles de proteínas para identificar una que está vinculada al riesgo de ataque cardíaco y se produce después de comer carne roja o lácteos.
Estos estudios no suenan relacionados. Pero todos usaron tecnologías de massive knowledge de vanguardia para rastrear múltiples puntos de datos en tiempo actual durante un largo período.
Para ser claros, la exposición es un campo muy joven. El consorcio todavía está planchando protocolos estandarizados, recopilación de datos y métodos de análisis que pueden compartir con la comunidad. También están trabajando en herramientas de IA personalizadas para analizar vastas conjuntos de datos complejos.
Para un primer objetivo de estiramiento, el equipo espera usar exposómicos para estudiar medicamentos. Nuestros cuerpos digieren las drogas de manera diferente dependiendo de la dieta y otros factores ambientales. Agregarlos a los datos del metabolismo de las drogas podría ayudar a medir mejor qué tan bien funcionan los medicamentos.
Los estudios futuros podrían vincular la exposición en el lugar de trabajo a problemas o genética celulares y revelar productos químicos peligrosos previamente no identificados a mayor escala. Los pacientes con cáncer también pueden beneficiarse: la progresión del tumor está altamente influenciada por el medio ambiente, y los datos de exposición podrían ayudar a los médicos a monitorear el crecimiento tumoral y su respuesta a la terapia.
Al combinar los factores ambientales y la visión molecular, “la exposición permite a los investigadores replantear los estudios de un enfoque reactivo a uno predictivo y preventivo”, escribió el equipo.
Varios centros de exposición en los EE. UU. Y la UE están colaborando en infraestructura para compartir datos y proyectos. El consorcio está reuniendo este mayo para el inaugural Foro Exposome Moonshot En Washington, DC establecerá aún más una visión para el campo y encontrará casos de uso prácticos.
“La vida existe en la interfaz de los procesos genéticamente codificados y las realidades con el medio ambiente. También la empresa biomédica que la estudia”, escribió el equipo.
