Les chercheurs disposent désormais d’une ressource unique pour identifier de nouveaux biomarqueurs d’expositions environnementales au début de la vie et comprendre leurs effets sur la santé. C’est grâce à une étude menée par l’Institut de Barcelone pour la santé mondiale (ISGlobal), une institution soutenue par la Fondation « la Caixa », qui a systématiquement documenté toutes les associations entre un large éventail d’expositions précoces et des profils moléculaires à différents niveaux, y compris le épigénome (méthylation de l’ADN), transcriptome (expression génique) et métabolome (métabolites). Les résultats, qui font partie du projet ATHLETE financé par l’UE, ont été publiés dans Communication Nature et sont accessibles au public sur https://helixomics.isglobal.org.
Notre santé dépend grandement de l’environnement dans lequel nous vivons. En effet, 70 à 90 % du risque de développer une maladie est déterminé par notre exposome : une multitude de facteurs environnementaux (ie facteurs non génétiques) auxquels nous sommes exposés tout au long de notre vie. la vie. Et pourtant, nous avons encore des connaissances limitées sur quels sont ces risques environnementaux, comment ils interagissent et quels processus biologiques ils déclenchent.
Le début de la vie est une période particulièrement importante, car les expositions au cours de ces périodes de développement vulnérable peuvent avoir des effets prononcés au niveau moléculaire, qui peuvent ne pas être cliniquement détectables avant l’âge adulte. »
Martine Vrijheid, Responsable du Programme Enfance et Environnement chez ISGlobal
Dans cette étude, l’équipe de recherche dirigée par Vrijheid a cherché à associer de multiples expositions chimiques, extérieures, sociales et de style de vie (92 pendant la grossesse et 116 lorsque les enfants avaient 6-11 ans), avec des profils moléculaires chez les mêmes enfants (méthylation de l’ADN et transcription génique dans le sang, les protéines plasmatiques et les métabolites dans le sérum et l’urine). L’analyse a inclus 1 301 paires mère-enfant du projet Human Early Life Exposome (HELIX), une étude de cohorte à long terme dans six pays européens (Espagne, Royaume-Uni, France, Lituanie, Norvège et Grèce).
« Le calcul haute performance, utilisant des ordinateurs parallèles massifs, nous a permis de surmonter l’un des principaux défis rencontrés dans les grandes analyses de données » omiques « », explique Juan R Gonzalez, co-auteur principal. L’analyse a identifié 1 170 associations significatives (249 pendant la grossesse et 921 pendant l’enfance) qui donnent un aperçu des réponses biologiques potentielles et des sources d’exposition. Les expositions pendant la grossesse, telles que le tabagisme maternel, le cadmium, un métal lourd ou le molybdène, un oligo-élément, étaient principalement associées à des modifications de la méthylation de l’ADN. En revanche, les expositions infantiles étaient associées à des signatures à tous les niveaux moléculaires, plus particulièrement aux métabolites dans le sérum. Les résultats ont révélé, par exemple, que les enfants sont exposés à des polluants chimiques par leur alimentation.
« Nous avons identifié de nouvelles associations multi-omiques avec l’exposition des enfants aux oligo-éléments essentiels, aux conditions météorologiques, à la qualité de l’air intérieur, aux phtalates et aux parabènes », explique Léa Maitre, première auteure. « En visualisant ces associations sous forme de réseaux, on peut mieux comprendre si un profil moléculaire donné est lié à plusieurs expositions ou vice versa, et ainsi identifier des voies biologiques potentielles », ajoute-t-elle.
En effet, les résultats fournissent des mécanismes plausibles de maladie pour six groupes d’expositions : le cuivre, la fumée de tabac, la qualité de l’air intérieur pendant l’enfance, les polluants organiques persistants, les phtalates et les parabènes, et les conditions météorologiques. Par exemple, l’exposition des enfants au cuivre était associée à près de 90 caractéristiques moléculaires, y compris des niveaux accrus de protéine C-réactive (un marqueur de l’inflammation). La température, l’humidité et d’autres conditions météorologiques au cours du mois précédant le prélèvement des échantillons étaient associées aux métabolites sériques impliqués dans le sommeil et la dépression, aux protéines impliquées dans la thermorégulation et aux gènes de la réponse immunitaire.
« Grâce aux riches informations sur les exposomes et les molécules disponibles dans notre catalogue, nous fournissons une ressource précieuse à la communauté scientifique pour trouver des biomarqueurs d’exposition, identifier les sources d’exposition, améliorer la compréhension des mécanismes de la maladie et, finalement, promouvoir les politiques de santé publique », conclut Vrijheid. .
