Science опубликовала в своем январском номере две статьи доцента Эммы Шимански, главы исследовательской группы химинформатики окружающей среды Люксембургского университета.
В двух публикациях в журнале Science профессор Шимански и ее соавторы представляют экспосому, недавнюю концепцию, направленную на то, чтобы охватить разнообразие факторов окружающей среды, которые могут повлиять на нас. Они также обобщают новые технологические достижения и аналитические инструменты, используемые для идентификации химических веществ и понимания их воздействия.
Сумма всех факторов окружающей среды
Экспозома - это сумма всех экологических факторов здоровья и болезней: сочетание внешних факторов, таких как химические вещества, содержащиеся в воздухе, воде или пище, и внутренних компонентов, вырабатываемых нашим организмом в ответ на различные стрессы. факторы. Этот очень сложный набор элементов постоянно развивается, и его полное картирование представляет собой сложную задачу. В первом документе описывается недавний прогресс, который поможет в решении этой задачи, например, разработка масс-спектрометрии высокого разрешения, технологии, которая может обнаруживать десятки тысяч соединений в биологических образцах и образцах окружающей среды. В сочетании с растущими базами данных по всем известным химическим веществам и мощными вычислительными инструментами для анализа больших объемов данных эти последние технологические достижения могут революционизировать мониторинг окружающей среды.
Сложная сеть химических веществ
В этом первом документе также подчеркивается, что необходим сетевой подход для учета большого количества химических воздействий в нашей повседневной жизни и сложного способа их взаимодействия с нашими клетками. Вот почему во втором обзоре описываются способы характеристики групп химических веществ в различных образцах, от воды и почвы до биологических тканей, а также определения смесей, представляющих комбинированный риск. «Инновационные методы отбора проб, такие как салфетки для рук или силиконовые браслеты, могут использоваться для измерения личного воздействия», - объясняет профессор Шимански. «Мы также упомянули о важности нецелевых анализов для выявления неизвестных загрязнителей и показали потенциал биоанализов in vitro для оценки токсичности сложных смесей, даже если химическая идентичность остается неизвестной».
Обе статьи призывают к исследовательским усилиям в масштабе, сравнимом с тем, что было сделано для генома человека, чтобы получить глубокие знания о коктейле веществ, с которыми мы сталкиваемся, и их сложных взаимодействиях с живыми организмами., - отмечает проф. Шиманский.
Впереди еще много задач: необходимо согласовать базы данных и сделать их полностью доступными, статистические инструменты нуждаются в доработке для учета совокупности химических веществ, поступающих из родственных источников, а методологии должны быть стандартизированы. Но, несмотря на трудности, перспективы огромные.
Необходимость исследований в области качества окружающей среды и здоровья
Согласно европейскому экологическому состоянию и прогнозам на 2020 год, мы сталкиваемся с экологическими проблемами беспрецедентного масштаба. Количество новых химикатов увеличилось с 20 до 156 миллионов с 2002 по 2019 год. Пестициды, промышленные химикаты и фармацевтические препараты могут попадать в окружающую среду и пищевую цепочку, вызывая нежелательные последствия и заболевания. По оценкам медицинских исследований, каждый год девять миллионов смертей связаны с загрязнением окружающей среды. Это подчеркивает необходимость исследований, направленных на изучение химической сложности нашего мира и выяснение многочисленных связей между качеством окружающей среды и здоровьем.
Подобно тому, как крупномасштабные геномные исследования позволили обнаружить множество генетических вариаций, связанных с болезнями, проведение ассоциативных исследований на уровне экспозом с сотнями тысяч участников помогло бы выявить сильнейшие химические факторы риска и понять их влияние на человека. здоровье. Это позволит установить показатели экологического риска, которые можно будет использовать для разработки индивидуальных стратегий профилактики и лечения. «Помимо предоставления важной информации для отдельных пациентов, исследование экспозома также поддержит необходимый сдвиг в существующей политике», - говорит профессор Шимански. Помогая регулирующим органам сосредоточиться на химических веществах с наиболее неблагоприятным воздействием и выясняя их комбинированный эффект, это поможет свести к минимуму воздействие на наше здоровье и на экосистемы, в которых мы живем. Директор LCSB профессор Руди Баллинг заключает: «Мы гордимся тем, что с профессором Шимански, Люксембург сейчас находится в авангарде этой захватывающей и важной области исследований».