שלושה פרויקטים ביו מתמשכים מיועדים להבנת האופן שבו מתכות סביבתיות מתקשרות ומשפיעות על גופי האדם בעת בליעה או שאיפה, במיוחד במערכת החיסון, הריאות והמעיים.
מטרת הפרויקטים הללו היא למתן את ההשפעות המזיקות של מתכות אלו על ידי הבנת מנגנוני רעילות תאיים ולחפש אסטרטגיות התערבותיות יעילות.
לורי ג 'הדסון, דוקטורט
דברה מקנזי, דוקטורט
אסתר ארדי, ד"ר
דיוויד בגיי, דוקטור
אריקה דשנר-טיטוס, דוקטורט
שותפות עם קהילות אינדיאניות, ה הערכת החשיפה והרעילות של מתכות UNM על אדמות שבטיות בדרום מערב צוות (UNM METALS) השיג ראיות לחשיפות ברמת הקהילה ולסיכונים בריאותיים הקשורים ליותר מ-1100 אתרי פסולת מכרות אורניום (AUM) נטושים באדמות השבט שלהם. תוצאות הניטור הביולוגי מאשרות שחברי הקהילה נחשפים לאורניום ולמתכות אחרות מעבר לנורמות הלאומיות, מה שמוביל לחששות הקהילה לגבי השפעה אפשרית על הבריאות.
פרויקט זה נותן מענה לחששות של הקהילה האינדיאנית לגבי ההשפעות הבריאותיות הקשורות לחשיפה לאורניום ולמתכות הקיימות במקביל שנמצאו באתרי פסולת כריית אורניום מדור קודם. המחקרים שלנו יחקרו את ההשלכות הביולוגיות של חשיפה למתכות מעורבות בקהילות מושפעות. אנו נשתמש בניטור ביולוגי כדי להעריך את החשיפה הנוכחית למתכות מעורבות ומטלואידים. בהתבסס על ממצאים ראשוניים ועבודות שפורסמו, נבדוק את ההשערה שחשיפה לתערובות ייחודיות של מתכות סביבתיות הקשורות למכרות אורניום נטושים מקדמת מתח חמצוני ותגובות דלקתיות, תהליכים הידועים כמקדמים חוסר ויסות חיסוני והתפתחות של מחלות כרוניות רבות. מחקרים משלימים במודלים ניסיוניים נועדו לזהות מנגנונים של רעילות שניתן למקד להתערבויות עתידיות מבוססות אוכלוסייה.
פרויקט זה מגיב לדאגות הקהילה והתוצאות צפויות 1) לספק תובנות לגבי ההשלכות הביולוגיות של מתכות רעילות שאינן נחקרות, שזוהו בדגימות סביבתיות והעלו בדגימות ביולוגיות מהקהילה, 2) להרחיב את הידע המכניסטי של ההשפעה של מתכות ותערובות מתכות ספציפיות כמו גם את הבסיס לאינטראקציות מתכות בתאי חיסון אנושיים, ו-3) לבדוק בניסוי את הפוטנציאל של התערבויות מבוססות מנגנון להענקת הגנה מפני חשיפות למתכות סביבתיות. המטרה הסופית שלנו היא למנף את המדע המכניסטי לפיתוח ניסויים קליניים התערבותיים כדי להפחית את הסיכונים הבריאותיים של חשיפת מתכות מתמשכת.
Eliseo F. Castillo, PhD, חטיבה לגסטרואנטרולוגיה והפטולוגיה, המחלקה לרפואה פנימית, UNM HSC
Julie G. In, PhD, חטיבה לגסטרואנטרולוגיה והפטולוגיה, המחלקה לרפואה פנימית, UNM HSC
מכרות אורניום נטושים (AUMs) מרוכזים בדרום מערב ארצות הברית, כאשר רבים מהם נמצאים על אדמות שבטיות. הקהילות האינדיאניות המקיפות AUMs הביעו את חששותיהן כי חשיפות לאורניום (U) וארסן (As) הנובעות מאתרי AUM הגדילו את השכיחות של מחלות כרוניות ומערכתיות, כולל תפקוד לקוי של מערכת החיסון וסרטן. המחקר הקודם שלנו על חשיפה למתכות סביבתי התמקד בהשפעות קרדיווסקולריות וריאות; עם זאת, מתוך הבנה שצריכת שאיפה תורמת מאוד לחשיפה למעיים באמצעות בליעת ריר מזוהם, אנו מתעניינים בבריאות מערכת העיכול (GI). בנוסף, מערכת העיכול נחשפת בקלות למתכות סביבתיות דרך מקורות מזון ומים מזוהמים. לפיכך, המטרה הסופית של מחקרים אלה היא לתת מענה לדאגות הקהילה בנוגע לחשיפה למתכות מעורבות מפסולת AUM וממכרות מתכות קשות אחרות המובילות לשינויים אימונולוגיים פוטנציאליים ומחלות שמקורן במערכת העיכול.
החוקרים של BP Gut הם מומחים בביולוגיה ואימונולוגיה של המעיים ומתכוונים לקבוע כיצד מתכות סביבתיות אלו משפיעות על שלושה היבטים של המעי. ישנה אינטראקציה משולשת הכוללת את המיקרוביוטה (מיקרואורגניזמים החיים במעי שלנו), מערכת החיסון ואפיתל המעי אשר שומר על האיזון בין הומאוסטזיס של המעי לדלקת. תפקוד לקוי באחד המרכיבים הללו יכול להיות בעל השפעות עמוקות על שתי המערכות האחרות, כמו גם על הבריאות המערכתית. לכן, נשתמש במודלים של בעלי חיים ובאורגנואידים של מעיים אנושיים כדי לפענח כיצד חשיפות המעיים למזהמים סביבתיים משבשות את בריאות מערכת העיכול.
חשיפה כרונית לתערובות מתכות מפסולת AUM נקשרה לסיכון מוגבר למחלות כולל יתר לחץ דם, סוכרת, אוטואימוניות ומחלות כליות במחקרים מבוגרים. זה משפיע באופן לא פרופורציונלי על קהילות אינדיאניות בדרום מערב ארצות הברית. העבודה שלנו תספק תובנות מכניסטיות קריטיות לגבי הרעילות החיסונית הפוטנציאלית של U ו-As בפיזיולוגיה של מערכת העיכול ובפתופיזיולוגיה של מחלות.
אלישיה בולט, דוקטורט
שרה בלוסום, דוקטורט
קתרין זיצ'ובסקי, דוקטורט
שאיפת אבק באתרי מכרה היא נתיב פוטנציאלי לחשיפה אנושית לתערובות מתכות המהווה דאגה בריאותית משמעותית לקהילות שבטיות המתגוררות ליד אתרי מכרות אורניום ונטושים וסלע קשה באזור ארבע הפינות של דרום מערב ארצות הברית. דלקת ריאות מתמשכת קשורה להפרעות דלקתיות מרובות בתיווך מערכת החיסון, כולל מחלה אוטואימונית. עם זאת, התרומה וההיקף של חלקיקי מתכת שמקורם באתר מכרה בשאיפה לחוסר ויסות חיסוני והתפתחות אוטואימוניות אינם ידועים.
אחת ההשערות של פרויקט זה היא שאבק באתר המכרה המכיל חלקיקי מתכת מניע חוסר ויסות חיסוני בריאותי ומערכתי ואוטואימוניות באמצעות היפראקטיבציה של נויטרופילים. המחקרים הראשוניים שלנו, תוך שימוש בעכברים בעלי נטייה לאוטואימונית, מצביעים על כך שחשיפה בשאיפה לאבק באתר המוקשים מובילה להיפראקטיבציה של נויטרופילים וכתוצאה מכך להיווצרות מלכודות חוץ-תאיות של נויטרופילים (NETosis), המהווה מניע חשוב לדלקת ריאתית. באמצעות מודלים מתקדמים של תאים ועכברים, כמו גם מחקרי בריאות באוכלוסיות חשופות, צוות המחקר שלנו חוקר את תפקידם של נויטרופילים פעילים ו-NETosis בפיתוח של הפרעות בוויסות הריאות והמערכת החיסונית בעקבות חשיפה לאבק באתר המכרה.
מידע שנרכש מפרויקט זה יספק תובנה חדשה לגבי הסיכונים הפוטנציאליים הקשורים בחשיפה למתכות מוטסות ותפקידן באפנון חיסוני ומחלות בתיווך מתכות.