عامل محیطی – ژوئن 2021: گزارش های مکاتباتی ماه

رویکرد جدید PFAS در حوضه های آبخیز ساحلی را روشن می کند

محققان با بودجه NIEHS ابزار جدیدی را برای شناسایی و مشخص کردن مواد پر و پلی فلوروآلکیل (PFAS) که قبلاً شناسایی نشده بودند در حوضه های آبخیز کیپ کد، ماساچوست توسعه دادند. این تیم امضای متفاوتی را برای PFAS از فوم تشکیل دهنده فیلم آبی (AFFF) شناسایی کردند که در آتش نشانی استفاده می شود و می تواند آب آشامیدنی را آلوده کند. با این حال، بسیاری از فلوئور را نمی توان توسط AFFF به حساب آورد.

PFAS گروه بزرگی از ترکیبات است که دارای اسکلت کربن- فلوئور هستند اما در سایر خصوصیات شیمیایی، مانند طول زنجیره کربن، متفاوت هستند. در محیط، برخی از PFAS تغییر و تبدیل می‌شوند که شناسایی ترکیب اصلی و منبع آن را دشوار می‌کند.

این تیم نمونه‌های آب را از شش حوضه آبخیز ساحلی جمع‌آوری کردند که سه مورد از آنها منابع شناخته شده آلودگی AFFF را داشتند و رویکردی برای تشخیص امضاهای PFAS از منابع مختلف ایجاد کردند. ابتدا آنها نمونه ها را برای 27 ترکیب PFAS رایج با استفاده از طیف سنجی جرمی تجزیه و تحلیل کردند. آنها با استفاده از روشی به نام آنالیز پیش‌ساز اکسیدشدنی کل (TOP)، یک رویکرد آماری جدید برای بازسازی طول زنجیره و در نتیجه منبع ترکیب اصلی ایجاد کردند.

آنها 13 مورد از 27 PFAS رایج را در بیش از 70 درصد نمونه ها پیدا کردند. غلظت این PFAS ها در حوضه های آبخیز با منبع شناخته شده AFFF در مقایسه با آن هایی که فاقد آن بودند، 17 برابر بیشتر بود. محققان یک خوشه بندی واضح را در امضاهای PFAS بر اساس وجود یا عدم وجود منابع شناخته شده AFFF مشاهده می کنند. برای شناسایی PFAS که توسط تجزیه و تحلیل TOP ثبت نشده است، ارگانوفلوئورها یا ترکیباتی را که حاوی پیوند کربن- فلوئور هستند اندازه‌گیری کردند و غلظت بالایی از ارگانوفلوئور غیرقابل توضیح را نشان دادند که از AFFF منشا نمی‌گرفتند.

به گفته نویسندگان، رویکردهای سنتی در توضیح بخش‌های ارگانوفلوئورین قابل توجه در حوضه‌ها شکست خورده است، که نشان‌دهنده شکافی در درک ما از منابع PFAS است که می‌تواند بر زندگی آبزیان و مصرف‌کنندگان غذاهای دریایی تأثیر بگذارد.

نقل قول: Ruyle BJ، Pickard HM، LeBlanc DR، Tokranov AK، Thackray CP، Hu XC، Vecitis CD، ساندرلند EM. 2021. جداسازی امضای AFFF در حوضه های آبخیز ساحلی با استفاده از پیش سازهای PFAS قابل اکسید شدن و ارگانوفلوئور غیر قابل توضیح. Environ Sci Technol 55(6):3686-3695.

نشانگر جدید شدت COVID-19 به درمان‌های بالقوه اشاره می‌کند

بر اساس یک مطالعه جدید با بودجه NIEHS، برخی از اسیدهای چرب در خون بیماران مبتلا به COVID-19 ممکن است شدت سندرم زجر تنفسی بزرگسالان (ARDS) را پیش‌بینی کرده و یک هدف درمانی را پیشنهاد کنند. ARDS شامل تجمع مایع در ریه ها می شود و علت اصلی مرگ در بیماران مبتلا به COVID-19 است.

در یک مطالعه آزمایشی، محققان 6 بیمار مبتلا به کووید-19 را بررسی کردند و متوجه سطوح بالاتری از اسیدهای چرب خاص در خون در مقایسه با افراد سالم شدند. این اسیدهای چرب، به نام‌های لوکوتوکسین و لوکوتوکسین دیول‌ها، در بیماری‌های التهابی و ARDS نقش دارند، اما تاکنون هرگز برای نقش آنها در عوارض تنفسی مرتبط با COVID-19 مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند.

دانشمندان دریافتند که تغییرات در غلظت لوتوتوکسین دیول و نسبت بین لوتوتوکسین ها و دیول های لوکوتوکسین می تواند برای شناسایی نمونه هایی از بیماران مبتلا به کووید-19 استفاده شود. لوکوتوکسین ها از اسید لینولئیک، یک چربی فراوان در بدن، به دست می آیند و توسط آنزیمی به نام اپوکسید هیدرولاز محلول به دیول های لوکوتوکسین تبدیل می شوند.

به گفته محققان، تبدیل اسیدهای چرب به لوکوتوکسین دیول های سمی ممکن است به عوارض تنفسی در بیماران مبتلا به کووید-19 کمک کند و به عنوان یک نشانگر زیستی برای شدت ARDS در این بیماران عمل کند. از سوی دیگر، اپوکسید هیدرولاز محلول ممکن است یک هدف درمانی برای کاهش تشکیل دیول‌های لوکوتوکسین و عوارض تنفسی باشد.

نقل قول: McReynolds CB، Cortes-Puch I، Ravindran R، Khan IH، Hammock BG، Shih PB، Hammock BD، Yang J. 2021. دیول های لینولئات پلاسما نشانگرهای زیستی بالقوه ای برای عفونت های شدید COVID-19 هستند. Front Physiol 12:663869.

محققان محرک مولکولی فیبروز ریوی را شناسایی کردند

یک مطالعه جدید با بودجه NIEHS یک سری مراحل مولکولی را نشان می دهد که منجر به زخم شدید ریه ها به نام فیبروز ریوی ایدیوپاتیک (IPF) در پاسخ به قرار گرفتن در معرض محیطی می شود. مرحله کلیدی شامل نسخه اصلاح شده ویمنتین است، پروتئینی ساختاری که به طور معمول یکپارچگی سلولی را حفظ می کند.

محققان مطالعات روی موش ها و انسان های مبتلا به فیبروز ریوی را برای کشف مکانیسمی که قرار گرفتن در معرض کادمیوم و ذرات معلق به ریه ها آسیب می رساند، ترکیب کردند. آنها همچنین از یک مدل سه بعدی به نام pulmosphere استفاده کردند که از بافت ریه انسان برای ایجاد یک نمایش واقعی از انواع سلول ها و روابط موجود در ریه انسان استفاده می کند.

بافت ریه بیماران IPF نسبت به افراد سالم دارای سطوح بالاتر دوده و کادمیوم بود. غلظت کادمیوم به طور مستقیم با سطوح یک نسخه اصلاح شده ویمنتین به نام ویمنتین سیترولین شده (Cit-Vim) متناسب است. قرار گرفتن در معرض کادمیوم و دوده باعث تحریک تولید Cit-Vim در ماکروفاژهای ریه از بیماران IPF و در موش می شود.

در pulmospheres، Cit-Vim سلول های بافت همبند مهاجم به نام فیبروبلاست را فعال می کند و بیان کلاژن، دو جزء کلیدی اسکار ریوی در فیبروز را افزایش می دهد. موش‌های تحت درمان با Cit-Vim الگوی مشابهی از فیبروز ایجاد کردند، اما موش‌هایی که فاقد آنزیم کلیدی به نام PAD2 بودند، نسبت به موش‌های دارای آنزیم، مقادیر کمتری Cit-Vim و بروز فیبروز ریه کمتری داشتند.

به گفته نویسندگان، ماکروفاژهای ریه Cit-Vim را در پاسخ به قرار گرفتن در معرض محیطی تولید می کنند که به نوبه خود باعث ایجاد رویدادهای سلولی منجر به فیبروز می شود. با این حال، PAD2 ممکن است یک هدف امیدوارکننده برای درمان ارائه دهد.

نقل قول: Li FJ، Surolia R، Li H، Wang Z، Liu G، Kulkarni T، Massicano AVF، Mobley JA، Mondal S، de Andrade JA، Coonrod SA، Thompson PR، Wille K، Lapi SE، Athar M، Thannickal VJ، Carter AB، آنتونی وی بی. 2021. ویمنتین سیترولینه باعث ایجاد و پیشرفت فیبروز ریوی می شود. Sci Transl Med 13(585):eaba2927.

آنزیم های ترمیم کننده DNA از سرطان به آسیب بافت تغییر می کنند

محققان با بودجه NIEHS یک مولکول ترمیم DNA را کشف کرده‌اند که بر حساسیت بیماری در موش‌هایی که در معرض N-nitrosodimethylamine (NDMA) قرار دارند، تأثیر می‌گذارد. آلکیلادنین DNA گلیکوزیلاز (AAG) به عنوان یک بازیگر مهم در ترمیم DNA شناخته شده است، اما این مطالعه برای اولین بار نشان داد که مقدار زیاد یا خیلی کم می تواند تغییر بین سرطان و مرگ و میر را کنترل کند.

NDMA یک عامل آسیب‌رسان به DNA است که در ضایعات شیمیایی یافت می‌شود و به عنوان محصول جانبی فرآیندهای تصفیه فاضلاب خاص تولید می‌شود. این تیم قبلاً یک مدل موش تخصصی برای مقایسه موش‌های دارای کمبود AAG یا بیان بیش از حد از نظر آسیب DNA و بافت، جهش‌ها و سرطان ناشی از قرار گرفتن در معرض NDMA ایجاد کرده بودند. آنها همچنین طیف وسیعی از تجزیه و تحلیل های مولکولی، سلولی و فیزیولوژیکی را برای کشف مکانیسم های زیربنایی ادغام کردند.

موش های دارای کمبود AAG در مواجهه با NDMA نسبت به موش های معمولی جهش های DNA و سرطان بیشتری داشتند. موش‌های با سطوح بالای AAG پس از قرار گرفتن در معرض NDMA از جهش و سرطان محافظت شدند، اما نسبت به موش‌های معمولی آسیب بافتی بیشتر و نرخ بقای کمتری داشتند. قرار گرفتن در معرض NDMA همچنین به DNA در موش‌های معمولی آسیب می‌زند، اما به نظر می‌رسد که آنها تا حدودی از افراط‌های مرتبط با مقدار زیاد یا خیلی کم AAG محافظت می‌شوند.

به گفته نویسندگان، AAG کنترل می‌کند که آیا سلول‌ها از آسیب DNA جان سالم به در می‌برند و آیا در نهایت جهش و سرطان ایجاد می‌کنند یا خیر. آنها توضیح دادند که این یافته ها می تواند به شناسایی جمعیت های کم خطر یا پرخطر کمک کند، زیرا افراد در سطوح فعالیت AAG تا 20 برابر متفاوت هستند و می توانند در اطلاع رسانی پزشکی دقیق برای درمان سرطان مفید باشند.

نقل قول: Kay JE، Corrigan JJ، Armijo AL، Nazari IS، Kohale IN، Torous DK، Avlasevich SL، Croy RG، Wadduwage DN، Carrasco SE، Dertinger SD، White FM، Essigmann JM، Samson LD، Engelward BP.. 2021. برداشتن ضایعات مسدودکننده تکثیر جهش زا سرطان را سرکوب می کند اما سمیت سلولی و کشندگی را در موش های در معرض نیتروزامین افزایش می دهد. Cell Rep 34(11):108864.