VÝSLEDKY PROJEKTU G-NEW DOPAD ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ
NA GENOM NOVOROZENCU
R. J. Šrám Ústav experimentální mediciny AV ČR, Praha
„Znečištění ovzduší – rizika a možnosti prevence“, Ostrava, 15. 6. 2016
DNA adukty – v laboratoři
32P-postlabeling
– velmi citlivá metoda – 1 adukt na 109 normálních nukleotidů
Hlavní kroky: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Izolace DNA Hydrolýza (štěpení) DNA Obohacení aduktů Značení pomocí radioaktivního izotopu 32P Chromatografie, expozice na film Kvantifikace
Oxidační poškození - vysvětlení Oxidační stres = důsledek nerovnováhy mezi hladinami oxidantů a antioxidantů Reaktivní formy kyslíku (ROS) radikálové: hydroxylový radikál (OH•), superoxid (O2•¯), oxid dusnatý (NO•), lipid peroxyl (LOO•) neradikálové: peroxynitrit (ONOO¯), kyselina chlorná (HOCl), peroxid vodíku (H2O2), ozon (O3), and lipid peroxid (LOOH) Poškození DNA, lipidů i proteinů 8-oxodeoxyguanosin (8-oxodG): nejčastější typ oxidačního poškození DNA, způsobuje vznik mutací 15-F2t-isoprostan (15-F2t-IsoP): důsledek působení ROS na arachidonovou kyselinu, marker peroxidace lipidů
Projekt „Dopady znečištění ovzduší na genom novorozenců“
Účastníci studie Vysoká škola chemickotechnologická v Praze (VŠCHT)
Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i. (ÚEM) Matky z řad dobrovolnic a jejich novorozenci
Gynekologickoporodnické a neonatologické oddělení České Budějovice (ČB) Nemocnice ČB, a.s. ve spolupráci se ZSF JU ČB
(nekuřačky) Porodnice Karviná Grantová Agentura ČR 13-13458S
Cíle studie: • Zhodnotit koncentrace škodlivin ve venkovním ovzduší pomocí stacionárního měření. • Analyzovat biomarkery oxidačního poškození makromolekul (DNA a lipidů) u matek a novorozenců. • Vyhodnotit vztah mezi koncentracemi škodlivin a biomarkery genetického a oxidačního poškození makromolekul. • Vyhodnotit vztah mezi mezi genetickým a oxidačním poškozením indukovaným znečištěným ovzduším a nemocností dětí.
PROJECT G-NEW 1)
100 mothers
100 newborns 100 mothers 100 newborns
2)
Summer 2013
Karvina (exposed) Ceske Budejovice (control)
Winter 2014
Karvina (exposed) Ceske Budejovice (control)
Impact of diet 10 mothers – diet for 7 days Each season & location
R. J. Sram 2016
G-NEW PROJECT PM2.5 c-PAHs
Hi-Vol monitoring Hi-Vol monitoring
Newborns
DNA adducts by 32P-postlabeling Mothers Urine 8-oxodG, PAHs Plasma 15-F2T-isoP, cotinine, metabolomics Milk PAHs Diet
Gene expression Plasma 15-F2T-isoP, metabolomics
PAHs, questionnaires Urine
R. J. Sram 2016
8-oxodG, PAHs
PAHs IN DIET – CHEMICAL ANALYSIS • ¼ of consumed diet • Daily intake : 1.58 kg
C90 – 30.8.2013
C90 – 31.8.2013
C90 – 1.9.2013
R. J. Sram 2016 C90 – 2.9.2013
C90 – 3.9.2013
C90 – 4.9.2013
C90 – 5.9.2013
Nutriční kvalita stravy – vyhodnocení zelenina
ovoce
% dní, ve kterých splněna DDD 300 g/ den
% dní, ve kterých splněna DDD 200 g/ den
[%] 100,0
[%] 100,0
90,0
90,0
80,0
80,0
70,0
70,0
60,0
60,0
50,0
50,0
40,0
40,0
30,0 20,0
15.9
22,8
35,5
30,0 20,0
10,0
10,0
0,0
0,0
Karviná
61,8
ČB
Karviná
ČB
mléko, mléčné/ den výrobky vláknina Komentář:
% dní, ve kterých splněna (DDD 30 g) DDD 3 porce
30,0 [%][g] 100,0 90,0 25,0 80,0
Příjem sledovaných potravin má tendenci být vyšší u českobudějovické populace, avšak v obou lokalitách je hluboko pod doporučeným denním limitem.
70,0 20,0 60,0
17,1
50,0 15,0
13,2
40,0 10,0 30,0
30,4
30,2
Karviná Karviná
ČB ČB
20,0 5,0 10,0 0,0 0,0
Nutriční kvalita stravy - vyhodnocení hodnoceno 10 ukazatelů – ovoce, zelenina, mléčné výrobky, pestrost … - dosažené minimum: 1.3 bodů - dosažené maximum: 7.3 bodů
kvalita stravy ( max. 10 bodů )
Komentář: 10 9 8
body
Celková kvalita stravy je vyšší u matek z Českých Budějovic, avšak ani u jedné z populací není uspokojivá.
7 6 5
4
5,31
3,89
3 2 1 0 Karviná
ČB
EXPOSURE TO PM 2.5 AND B[a]P PM2.5
100
B[a]P
10
80
mg/m3
5
ng/m3
60 40
0
20 0 Summer
-5
Winter
Ceske Budejovice
R. J. Sram 2016
Summer
Karvina
Winter
1.2
DNA ADDUCTS IN NEWBORNS
1.0
15
B[a]P-like DNA adducts
0.8 0.6
1,2 1,0
0.2
Total DNA adducts
0,8
0.0
4,5 0,6
0,4 0,2
99
71
99
73
0,0
Summer Ceske Budejovice
R. J. Sram 2016
Winter Karvina
Adducts/108 nucleotides
8
Adducts/10 nucleotides
0.4
4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0
0,5 0,0
99
71
Summer Ceske Budejovice
99
73
Winter Karvina
DNA adducts in newborns vs. vegetables intake by mothers
DNA adducts in newborns (Adducts/108nucleotids)
6 5 4 3 2 1 0 0
10
20
30
40
50
60
Vegetables by mothers (% of days with RDI)
70
80
90
100
OXIDATIVE STRESS IN NEWBORNS 8 - oxodG mmol/mmol creatinine
SUMMER
WINTER
R. J. Sram 2016
Ceske Budejovice
N 99
4.7 ± 1.4
Karvina
71
4.7 ± 2.4
Ceske Budejovice
99
4.2 ± 1.5
Karvina
73
5.7 ± 2.9 ***
*** p<0.001
OXIDATIVE STRESS IN NEWBORNS 15 –F2t – IsoProstane, pg/ml plasma CB
99
96.3 ± 30.6
Karvina
71
64.2 ± 26.7 ***
CB
99
94.3 ± 31.3
Karvina
73
104.3 ± 38.2
Summer
Winter
*** p< 0.001 R. J. Sram 2016
IMPACT OF DELIVERY TO OXIDATIVE STRESS 15 – F2t – IsoProstane pg/ml plasma TYPE
CB
VAGINAL
129 101.7 ± 31.0
CAESAREAN
64
*** p< 0.001 R. J. Sram 2016
N
N
KARVINA
86 78.3 ± 34.5
83.9 ± 26.9 *** 49 91.7 ± 42.6
FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ OXIDAČNÍ STRESS NOVOROZENCŮ
PM2.5, B[a]P
kouření pohlaví (+ děvčata)
typ porodu R. J. Sram 2016
DŮSLEDKY OXIDAČNÍHO STRESU U NOVOROZENCŮ LBW, IUGR zpoždění psychického vývoje respirační potíže asthma bronchiale v dětství kardiovaskulární onemocnění v dospělosti
R. J. Sram 2016
BREAST MILK Good news: from 24 analyzed PAHs, concentration of 23 compounds were lower than the limit of detection. We observed only very low concentrations of phenanthrene, which has no known health risk.
R. J. Sram 2016
14 000
2-OH-NAP
1-OH-NAP
2-OH-FLUO
2-OH-PHEN
3-OH-PHEN
1-OH-PHEN
9-OH-PHEN
4-OH-PHEN
1-OH-PYR
MEDIAN [ng/g of creatinine]
12 000
10 000
8 000
6 000
4 000
2 000
0 MOTHERS MOTHERS
NEWBORNS
All
NEWBORNS
August-October 2013
MOTHERS
NEWBORNS
January-April 2014
Ceske Budejovice
MOTHERS
NEWBORNS
MOTHERS
August-October 2013
NEWBORNS
January-April 2014
Karvina
ZÁVĚRY 1) Expozice B[a]P z ovzduší představuje významné zdravotní riziko pro populaci České republiky 2) Koncentrace PM2.5 and B[a]P byly vyšší v obou sezonách v Karviné 3) DNA adukty byly v obou sezónách významně vyšší u novorozenců z Karviné 4) Oxidativní poškození DNA bylo vyšší u novorozenců z Karviné během zimy R. J. Sram 2016
ZÁVĚRY 5) Srovnáním porodů vaginálních a císařským řezem, byla pozorována v Českých Budějovicích vyšší peroxidace lipidů u vaginálních porodů 6) Strava může být významným zdrojem expozice PAU, zejména, když jejich koncentrace je v ovzduší nižší 7) Nutriční kvalita stravy matek v průběhu těhotenství neodpovídá DDD 8) Výsledky naznačují významné genetické a oxidační poškození novorozenců, které může významně ovlivnit jejich nemocnost R. J. Sram 2016
PODĚKOVÁNÍ A. J. M. A. J. J. P. A.
R. J. Sram 2016
Ambrož Hajšlová Hanzl Milcová Pavliková Pulkrabová Rössner, Jr. Rössnerová
P. I. R. V. J. V. M. J.
Sák Solanský Sušil Švecová Topinka Vlková Veleminský Veleminský, Jr.
PODĚKOVÁNÍ
GA ČR 13-13458S Děkuji Vám za pozornost!
