Три текущих биопроекта направлены на изучение того, как металлы окружающей среды взаимодействуют с организмом человека и влияют на него при попадании в организм человека через пищеварительный тракт или органы дыхания, особенно на иммунную систему, легкие и кишечник.
Целью этих проектов является смягчение вредного воздействия этих металлов путем понимания клеточных механизмов токсичности и поиска эффективных стратегий вмешательства.
Лори Г. Хадсон, доктор философии
Дебра МакКензи, доктор философии
Эстер Эрдей, доктор философии
Дэвид Бегей, доктор философии
Эрика Дашнер-Титус, доктор философии
Сотрудничая с общинами коренных американцев, Оценка воздействия и токсичности металлов UNM на племенных землях на юго-западе (UNM METALS) получили доказательства воздействия на уровне сообщества и рисков для здоровья, связанных с более чем 1100 заброшенными урановыми рудниками (AUM) на землях их племен. Результаты биомониторинга подтверждают, что члены сообщества подвергаются воздействию урана и других металлов сверх национальных норм, что вызывает обеспокоенность населения по поводу потенциального воздействия на здоровье.
Этот проект направлен на решение проблем сообщества коренных американцев по поводу последствий для здоровья, связанных с воздействием урана и сопутствующих металлов, обнаруженных на старых отходах добычи урана. В наших исследованиях будут изучены биологические последствия воздействия смешанных металлов на пострадавшие сообщества. Мы будем использовать биомониторинг для оценки текущего воздействия смешанного металла и металлоидов. Основываясь на предварительных выводах и опубликованных работах, мы проверим гипотезу о том, что воздействие уникальных смесей металлов из окружающей среды, связанных с заброшенными урановыми рудниками, способствует окислительному стрессу и воспалительным реакциям, процессам, которые, как известно, способствуют нарушению регуляции иммунной системы и развитию многочисленных хронических заболеваний. Дополнительные исследования на экспериментальных моделях предназначены для выявления механизмов токсичности, которые могут быть нацелены на будущие вмешательства на уровне населения.
Этот проект отвечает интересам сообщества, и ожидается, что его результаты: 1) предоставят информацию о биологических последствиях недостаточно изученных токсичных металлов, выявленных в пробах окружающей среды и повышенных в биообразцах от сообщества, 2) расширят механистические знания о воздействии конкретных металлов и смесей металлов. а также основу для взаимодействия металлов в иммунных клетках человека, и 3) экспериментально проверить потенциал основанных на механизмах вмешательств для обеспечения защиты от воздействия металлов в окружающей среде. Наша конечная цель — использовать механистическую науку для разработки интервенционных клинических испытаний для снижения рисков для здоровья, связанных с продолжающимся воздействием металлов.
Элисео Ф. Кастильо, доктор медицинских наук, отделение гастроэнтерологии и гепатологии, отделение внутренней медицины, UNM HSC
Джули Г. Ин, доктор медицинских наук, отделение гастроэнтерологии и гепатологии, отделение внутренней медицины, UNM HSC
Заброшенные урановые рудники (AUM) сосредоточены на юго-западе США, многие из которых расположены на землях племен. Сообщества коренных американцев, окружающие AUM, выразили свою обеспокоенность тем, что воздействие урана (U) и мышьяка (As), возникающее на объектах AUM, увеличивает распространенность хронических и системных заболеваний, включая иммунную дисфункцию и рак. Наше предыдущее исследование воздействия металлов в окружающей среде было сосредоточено на сердечно-сосудистых и легочных эффектах; однако, понимая, что ингаляционное потребление в значительной степени способствует воздействию на кишечник из-за проглатывания загрязненной слизи, мы заинтересованы в здоровье желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Кроме того, желудочно-кишечный тракт также легко подвергается воздействию металлов из окружающей среды через загрязненные источники пищи и воды. Таким образом, конечной целью этих исследований является решение проблем сообщества в отношении воздействия смешанных металлов из отходов AUM и других месторождений твердых металлов, что приводит к потенциальным иммунологическим изменениям и заболеваниям, происходящим из желудочно-кишечного тракта.
Исследователи BP Gut являются экспертами в области биологии кишечника и иммунологии и намерены определить, как эти металлы из окружающей среды влияют на три аспекта кишечника. Существует трехстороннее взаимодействие, включающее микробиоту (микроорганизмы, живущие в нашем кишечнике), иммунную систему и кишечный эпителий, которые поддерживают баланс между кишечным гомеостазом и воспалением. Дисфункция одного из этих компонентов может иметь серьезные последствия для двух других систем, а также для системного здоровья. Поэтому мы будем использовать модели животных и кишечные органоиды человека, чтобы понять, как воздействие на кишечник загрязнителей окружающей среды нарушает здоровье желудочно-кишечного тракта.
Хроническое воздействие смесей металлов из отходов AUM было связано с повышенным риском заболеваний, включая гипертонию, диабет, аутоиммунитет и заболевания почек, в исследованиях взрослых. Это непропорционально влияет на общины коренных американцев на юго-западе США. Наша работа предоставит критическое механистическое представление о потенциальной иммунотоксичности U и As в физиологии желудочно-кишечного тракта и патофизиологии заболеваний.
Алисия Болт, доктор философии
Сара Блоссом, доктор философии
Кэтрин Жиховски, доктор философии
Вдыхание пыли на рудниках является потенциальным путем воздействия на человека смесей металлов, что представляет серьезную проблему для здоровья племенных общин, живущих вблизи заброшенных урановых и твердых горных рудников в четырехугольном регионе на юго-западе Соединенных Штатов. Персистирующее воспаление легких связано с множественными иммуноопосредованными воспалительными заболеваниями, включая аутоиммунные заболевания. Тем не менее, вклад и степень вдыхания металлических частиц, полученных из шахт, в нарушение регуляции иммунитета и развитие аутоиммунитета неизвестны.
Одна из гипотез этого проекта заключается в том, что пыль с рудника, содержащая металлические частицы, вызывает дисрегуляцию легких и системного иммунитета и аутоиммунитет за счет гиперактивации нейтрофилов. Наши первоначальные исследования с использованием мышей, склонных к аутоиммунным заболеваниям, предполагают, что вдыхание пыли на руднике приводит к гиперактивации нейтрофилов, что приводит к образованию нейтрофильных внеклеточных ловушек (NETosis), что является важным фактором воспаления легких. Используя передовые клеточные и мышиные модели, а также исследования здоровья населения, подвергшегося воздействию, наша исследовательская группа изучает роль активированных нейтрофилов и NETosis в развитии легочной и системной иммунной дисрегуляции после воздействия пыли на руднике.
Информация, полученная в ходе этого проекта, даст новое представление о потенциальных рисках, связанных с воздействием переносимых по воздуху металлов, и их роли в опосредованной металлами иммуномодуляции и заболеваниях.