تهدف ثلاثة مشاريع بيولوجية جارية إلى فهم كيفية تفاعل المعادن البيئية مع أجسام البشر وتأثيرها عليها عند تناولها أو استنشاقها، وخاصة داخل الجهاز المناعي والرئتين والأمعاء.
تهدف هذه المشاريع إلى التخفيف من الآثار الضارة لهذه المعادن من خلال فهم الآليات الخلوية للسمية والسعي إلى تحديد استراتيجيات التدخل الفعالة.
لوري ج.هدسون ، دكتوراه
ديبرا ماكنزي ، دكتوراه
إستير إردي ، دكتوراه
ديفيد بيجاي ، دكتوراه
إيريكا داشنر تيتوس ، دكتوراه
بالشراكة مع مجتمعات الأمريكيين الأصليين ، فإن تعرض UNM للمعادن وتقييم السمية على الأراضي القبلية في الجنوب الغربي حصل فريق (UNM METALS) على أدلة على التعرض على مستوى المجتمع والمخاطر الصحية المرتبطة بأكثر من 1100 من مواقع نفايات منجم اليورانيوم المهجور (AUM) في أراضيهم القبلية. تؤكد نتائج المراقبة الحيوية أن أفراد المجتمع يتعرضون لليورانيوم والمعادن الأخرى بما يتجاوز المعايير الوطنية ، مما يؤدي إلى مخاوف المجتمع بشأن التأثير المحتمل على الصحة.
يعالج هذا المشروع مخاوف المجتمعات الأمريكية الأصلية بشأن الآثار الصحية المرتبطة بالتعرض لليورانيوم والمعادن المتزامنة الموجودة في مواقع نفايات تعدين اليورانيوم القديمة. ستبحث دراساتنا في العواقب البيولوجية للتعرض للمعادن المختلطة في المجتمعات المتأثرة. سوف نستخدم المراقبة الحيوية لتقييم التعرض الحالي للمعادن المختلطة والفلزات. استنادًا إلى النتائج الأولية والعمل المنشور ، سنختبر الفرضية القائلة بأن التعرض لمزيج فريد من المعادن البيئية المرتبطة بمناجم اليورانيوم المهجورة يعزز الإجهاد التأكسدي والاستجابات الالتهابية ، وهي عمليات معروفة بتعزيز خلل التنظيم المناعي وتطور العديد من الأمراض المزمنة. تم تصميم الدراسات التكميلية في النماذج التجريبية لتحديد آليات السمية التي يمكن استهدافها للتدخلات السكانية المستقبلية.
يستجيب هذا المشروع لمخاوف المجتمع ومن المتوقع أن تكون النتائج 1) توفر نظرة ثاقبة للعواقب البيولوجية للمعادن السامة غير المدروسة التي تم تحديدها في العينات البيئية والمرتفعة في العينات الحيوية من المجتمع ، 2) توسيع المعرفة الآلية بتأثير معادن معينة ومخاليط معدنية وكذلك أساس التفاعلات المعدنية في الخلايا المناعية البشرية ، و 3) اختبارًا تجريبيًا لإمكانية التدخلات القائمة على الآلية لمنح الحماية من التعرض البيئي للمعادن. هدفنا النهائي هو الاستفادة من العلم الآلي نحو تطوير التجارب السريرية التدخلية للتخفيف من المخاطر الصحية للتعرض المستمر للمعادن.
إليسيو ف.كاستيلو ، دكتوراه ، قسم أمراض الجهاز الهضمي والكبد ، قسم الطب الباطني ، UNM HSC
جولي جي إن ، دكتوراه ، قسم أمراض الجهاز الهضمي والكبد ، قسم الطب الباطني ، UNM HSC
تتركز مناجم اليورانيوم المتروكة (AUMs) في جنوب غرب الولايات المتحدة ، والعديد منها في الأراضي القبلية. أعربت المجتمعات الأمريكية الأصلية المحيطة بـ AUMs عن مخاوفها من أن التعرض لليورانيوم (U) والزرنيخ (As) الناشئ عن مواقع AUM قد أدى إلى زيادة انتشار الأمراض المزمنة والجهازية ، بما في ذلك ضعف المناعة والسرطان. ركزت أبحاثنا السابقة حول التعرض البيئي للمعادن على تأثيرات القلب والأوعية الدموية والرئة ؛ ومع ذلك ، مع إدراك أن تناول الاستنشاق يساهم بقوة في التعرض للأمعاء من خلال ابتلاع المخاط الملوث ، فإننا مهتمون بصحة الجهاز الهضمي (GI). بالإضافة إلى ذلك ، يتعرض الجهاز الهضمي أيضًا بسهولة للمعادن البيئية من خلال الغذاء الملوث ومصادر المياه. وبالتالي ، فإن الهدف النهائي لهذه الدراسات هو معالجة مخاوف المجتمع فيما يتعلق بالتعرض للمعادن المختلطة من نفايات AUM وغيرها من مناجم المعادن الصلبة التي تؤدي إلى تغيرات مناعية محتملة وأمراض تنشأ من الجهاز الهضمي.
الباحثون في BP Gut هم خبراء في بيولوجيا الأمعاء وعلم المناعة ويعتزمون تحديد كيفية تأثير هذه المعادن البيئية على ثلاثة جوانب من القناة الهضمية. هناك تفاعل ثلاثي يشمل الكائنات الحية الدقيقة (الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أمعائنا) ، والجهاز المناعي ، وظهارة الأمعاء التي تحافظ على التوازن بين الاتزان المعوي والالتهاب. يمكن أن يكون لخلل في أحد هذه المكونات تأثيرات عميقة على النظامين الآخرين بالإضافة إلى الصحة الجهازية. لذلك ، سوف نستخدم نماذج حيوانية وعضوية معوية بشرية لفك شيفرة كيفية تأثير تعرض القناة الهضمية للملوثات البيئية على صحة الجهاز الهضمي.
تم ربط التعرض المزمن للخلائط المعدنية من نفايات AUM بزيادة خطر الإصابة بأمراض بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم والسكري والمناعة الذاتية وأمراض الكلى في دراسات البالغين. يؤثر هذا بشكل غير متناسب على مجتمعات الأمريكيين الأصليين في جنوب غرب الولايات المتحدة. سيوفر عملنا رؤى ميكانيكية حاسمة حول السمية المناعية المحتملة لـ U و As في فسيولوجيا الجهاز الهضمي والفيزيولوجيا المرضية للأمراض.
أليسيا بولت ، دكتوراه
سارة بلوسوم ، دكتوراه
كاثرين زيكوسكي ، دكتوراه
يعد استنشاق غبار موقع المنجم طريقًا محتملاً لتعرض الإنسان لمخاليط المعادن التي تشكل مصدر قلق صحي كبير للمجتمعات القبلية التي تعيش بالقرب من مواقع مناجم اليورانيوم المهجورة والصخور الصلبة في منطقة الزوايا الأربع في جنوب غرب الولايات المتحدة. يرتبط التهاب الرئة المستمر باضطرابات التهابية متعددة بوساطة مناعية بما في ذلك أمراض المناعة الذاتية. ومع ذلك ، فإن مساهمة ومدى استنشاق جزيئات المعادن المشتقة من موقع المنجم في خلل التنظيم المناعي وتطوير المناعة الذاتية غير معروف.
تتمثل إحدى فرضيات هذا المشروع في أن غبار موقع المنجم الذي يحتوي على جزيئات معدنية يتسبب في اضطراب الرئة والجهاز المناعي والمناعة الذاتية من خلال فرط نشاط العدلات. تشير دراساتنا الأولية ، باستخدام الفئران المعرضة للمناعة الذاتية ، إلى أن التعرض عن طريق الاستنشاق لغبار موقع المنجم يؤدي إلى فرط نشاط العدلات مما يؤدي إلى تكوين مصائد العدلات خارج الخلية (NETosis) ، وهو محرك مهم للالتهاب الرئوي. باستخدام نماذج الخلايا والفأر المتقدمة ، بالإضافة إلى الدراسات الصحية في المجموعات السكانية المعرضة ، يقوم فريق البحث لدينا بالتحقيق في دور العدلات المنشطة و NETosis في تطوير خلل في الرئة والجهاز المناعي بعد التعرض للغبار في موقع المنجم.
ستوفر المعلومات المكتسبة من هذا المشروع نظرة ثاقبة جديدة للمخاطر المحتملة المرتبطة بالتعرض للمعادن المحمولة جواً ودورها في تعديل المناعة بواسطة المعادن والأمراض.