Facteur environnemental – janvier 2023 : Transformer la compréhension de la santé humaine et de la maladie

Les efforts du NIEHS ont démontré comment la connaissance du exposomeou la totalité de nos expositions environnementales peut être exploitée pour transformer la recherche sur la santé et les maladies humaines. Maintenant, la publication d’un article à fort impact et cliniquement pertinent d’un étude de plusieurs décennies des expositions environnementales démontre qu’un cadre connu sous le nom de santé environnementale de précision arrive à maturité.

Création de la base de preuves

Alison Motsinger Reif, Ph.D.
Motsinger-Reif et Janet Hall, M.D.diriger l’initiative PEGS, qui compte plus de 20 000 participants. Pour apprendre plus, visitez le site Web de PEGS. (Photo gracieuseté de Steve McCaw / NIEHS)

Le Étude personnalisée de l’environnement et des gènes (PEGS) a recueilli des données sur la santé, les antécédents familiaux, les expositions environnementales et le mode de vie de plus de 20 000 habitants de la Caroline du Nord depuis sa création il y a 20 ans. L’équipe de recherche PEGS a compilé des données génétiques sur un sous-ensemble de cette cohorte en séquençant les génomes entiers de 4 700 participants.

Dans une étude publiée en novembre dans la revue Traitements diabétiquesLes chercheurs du NIEHS ont examiné comment ces données peuvent être exploitées pour prédire le risque d’une personne de développer un diabète de type 2. À l’aide de méthodes statistiques et d’apprentissage automatique, ils ont identifié 76 expositions environnementales associées à la maladie.

“Nous avons pu récapituler les facteurs de risque connus, ainsi qu’identifier des associations jusque-là inconnues avec l’exposition à l’amiante et à la poussière de charbon, ce qui était vraiment intéressant”, a déclaré l’auteur principal de l’étude. Alison Motsinger-Reif, Ph.D.chef de la branche biostatistique et biologie computationnelle.

L’équipe a combiné 13 de ces expositions environnementales pour créer une valeur prédictive connue sous le nom de score de polyexposition (PXS). Ils ont comparé les performances prédictives de ce score avec un score de risque polygénique (PGS) basé sur des variants génomiques associés au diabète et un score clinique global (OCS) construit à partir de facteurs de risque établis tels que l’IMC et le prédiabète.

À leur grande surprise, les chercheurs ont découvert que les scores basés sur les expositions environnementales fournissaient un indicateur beaucoup plus fort des risques de diabète de type 2 que ceux basés sur la génétique.

“Nos résultats fournissent une bonne démonstration de la santé environnementale de précision dans une maladie”, a déclaré Motsinger-Reif, ajoutant que son équipe peut désormais étendre cette approche à l’un des traits complexes communs, à commencer par l’hypertension, les accidents vasculaires cérébraux et d’autres maladies cardiovasculaires.

L’étude se développe par d’autres moyens, comme aller au-delà des expositions environnementales autodéclarées à des mesures plus granulaires et fiables comme l’incorporation de données géospatiales, de données épigénétiques et de données sur les dossiers de santé des institutions partenaires de l’Université de Caroline du Nord et de l’Université Duke.

“Nous sommes désormais mieux placés pour faire progresser le cadre scientifique que nous appelons la santé environnementale de précision”, a déclaré le NIEHS et le directeur du programme national de toxicologie. Rick Woychik, Ph.D.

La santé environnementale de précision combine la recherche sur l’exposition environnementale avec l’analyse génétique et épigénétique pour obtenir une image plus complète du risque de maladie d’une personne. La santé environnementale de précision est également éclairée par l’exposomique, et les deux sont des domaines d’intervention clés pour le NIEHS qui figureront dans le prochain plan stratégique de l’institut.

Catalyser la conversation

Les efforts considérables du NIEHS concernant l’avancement de l’exposomique ont inclus la promotion du concept par le biais de réunions, d’ateliers et de séries de webinaires, ainsi que le soutien de sa mise en œuvre par le développement technologique, le soutien des infrastructures et le financement d’études individuelles, a déclaré Yuxia Cui, Ph.D.administrateur scientifique de la santé au NIEHS Exposure, Response, and Technology Branch.

Affichage graphique des domaines de recherche en santé environnementale
L’exposomique et la santé environnementale de précision sont des domaines de recherche transversaux qui impliquent non seulement le NIEHS, mais également d’autres instituts du NIH. (Graphique avec l’aimable autorisation de l’OCPL / NIEHS)

Une récente série d’ateliers virtuels, co-organisés par Cui, a poursuivi ces efforts de longue haleine. La série, intitulée “Accélérer la santé environnementale de précision : démontrer la valeur de l’exposome», comprenait cinq ateliers virtuels interactifs et un sommet de juillet à septembre. La série a utilisé l’innovation technologie de l’espace ouvertun format de réunion qui a permis à chaque atelier d’être ouvert, autodirigé et entièrement collaboratif.

En conséquence, toutes les personnes présentes ont eu l’occasion d’établir l’ordre du jour, de mener des discussions et d’aider à tracer la voie à suivre pour le domaine. Plus de 400 personnes uniques du monde entier y ont participé.

L’un des principaux résultats de la série d’ateliers a été de collecter des données pour aider à formuler un modèle opérationnel sur la manière de mener des expériences en exposomie. Il y avait un consensus pour établir une communauté de pratique pour guider les meilleures pratiques et permettre la coordination entre les divers efforts d’exposome.

Selon Cui, plus de 200 pages de rapports de réunion ont émergé des discussions, ce qui sera utile pour définir les prochaines étapes de l’opérationnalisation de l’exposomique. Beaucoup de travail reste à faire.

“Ces notes contiennent de nombreuses idées intéressantes proposées et des lacunes de recherche identifiées qui peuvent informer les chercheurs et les programmes individuels ainsi que les initiatives d’exposition soutenues par les NIH ou d’autres institutions”, a-t-elle déclaré. Actuellement, elle et d’autres personnes du NIEHS s’efforcent de hiérarchiser ces idées afin de développer un modèle opérationnel qui aidera les chercheurs à savoir et à comprendre comment collecter des données exposomiques pouvant être partagées dans la communauté de la recherche biomédicale.

Citation: Akhtari FS, Lloyd D, Burkholder A, Tong X, House JS, Lee EY, Buse J, Schurman SH, Fargo DC, Schmitt CP, Hall J, Motsinger-Reif AA. L’évaluation de la polyexposition basée sur un questionnaire surpasse les scores polygéniques pour la classification du diabète de type 2 dans une cohorte multi-ascendance. Traitements diabétiques; doi:10.2337/dc22-0295 [Online 16 November 2022].

(Marla Broadfoot, Ph.D., est rédactrice à contrat pour le NIEHS Office of Communications and Public Liaison.)

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