Vliv expozice chemickým látkám na imunitní systém člověka

Bc. Barbora Rudzanová, MSc.

Disertační práce

The impact of chemical exposure on the human immune system

Anotace:

V současné době žijeme ve světě, kde se chemická expozice stala součástí našeho každodenního života. U mnoha chemických látek, kterým jsme opakovaně vystavováni, nejsou účinky na lidské zdraví zcela známy. Per- a polyfluoralkylované látky (PFASs), kvůli své persistenci často nazývané “věčné chemikálie”, vzbuzují zvýšené obavy. Předchozí výzkum ukázal, že PFASs, které se běžně nacházejí ve voděodolných textiliích, papírových obalech na jídlo a mnoha dalších věcech každodenní potřeby, ovlivňují lidské zdraví včetně imunity. Protože imunita je klíčovou součástí zdraví, je výzkum v oblasti účinků PFASs na imunitu velmi potřeba, stejně tak výzkum vedoucí k objasnění mechanismu imunotoxicity PFAS. Tato disertační práce si proto klade za cíl popsat účinky expozice PFAS na úrovni výskytu imunitně zprostředkovaných nemocí (IMDs) a také na úrovni genové exprese. Tento PhD projekt zkoumal populaci přibližně 300 českých dospělých. Nejprve byla popsána prevalence IMDs spolu s transkriptomickou charakteristikou alergických onemocnění. Výsledky týkající se účinků PFAS ukázaly mírně snížené riziko IMD spojené s rostoucí expozicí PFAS. Pomocí transkriptomické analýzy a enrichment analýzy, tato práce dále popsala narušený vývoj imunitních buněk, které produkují protilátky, jako potenciální mechanismus imunotoxicity PFAS, což odpovídá výsledkům popsaným v epidemiologických studiích týkajících se účinků PFAS na imunitu. Další analýzy odhalily významné rozdíly v působení PFAS mezi muži a ženami, které byly sledovány jak na úrovni prevalence nemocí, tak na úrovni transkriptomických změn. Tato práce přináší nové poznatky v oblasti imunotoxicity PFAS. Vzhledem k tomu, že PFAS chemikálie se staly problémem ve světovém měřítku, je výzkum v oblasti toxicity PFAS potřebný a může významně přispět k procesu regulací chemikálií této skupiny, jako je například univerzální návrh na omezení PFAS, který v současné době připravuje Evropská agentura pro chemické látky. Dále tento výzkum poskytuje unikátní transkriptomická data z České republiky a přináší nové důkazy o prevalenci IMD spojených s PFAS expozicí.

Abstract:

Nowadays, we live in a world, where chemical exposure become part of our daily life. For many of the chemicals we are repeatedly exposed to, health effects are not fully understood. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), often called “forever chemicals” due to their persistence, have become chemicals of high importance. PFASs, which can be found in water-proof textiles, paper food packaging, and many other things of daily use, have been shown to affect human health, including immunity. As immunity is a crucial part of human health, there is an urgent need for research in the field of PFAS-associated effects on immunity as well as elucidating the mechanism of PFAS immunotoxicity. Therefore, this PhD dissertation aims to investigate the effects of PFAS exposure on the level of immune-mediated disease (IMD) prevalence as well as on gene expression levels. This PhD project investigated a population of around 300 Czech adults. First, the prevalence of IMDs was described together with the transcriptomic pattern of allergic diseases. Results regarding the PFAS-associated effects showed a decreased risk of IMDs associated with increasing PFAS exposure. Furthermore, using transcriptomic analysis and enrichment analysis, this work described impaired development of antibody-secreting cells as a potential underlying mechanism of PFAS immunotoxicity, that aligns with the epidemiological evidence of PFAS effects on immunity. Further, sex-specific analyses revealed significant differences in PFAS effects in men and women, these were shown based on both, the level of disease prevalence as well as on the transcriptomics changes. This work brings new insights to the field of PFAS immunotoxicity. As PFAS chemicals are of significant concern globally, enriching the knowledge in the field of PFAS toxicity is crucial. Such research can significantly contribute to the restriction process of chemicals of this group, as is for example universal PFAS restriction proposal currently prepared by the European Chemicals Agency. Further, this research provides unique transcriptomics data from the Czech Republic and brings new evidence of the PFAS-associated prevalence of IMDs.

Keywords

chemická expozice, lidská imunita, per- a polyfluoroalkylované sloučeniny, genová exprese, transkriptomická analýza, chemical exposure, human immunity, per- and polyfluoroalkyl substances, gene expression, transcriptomic analysis

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 24. 7. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 4. 9. 2024
• Vedoucí: Mgr. Ondřej Adamovský, Ph.D.
• Oponent: Prof. Emanuela Corsini, Ph.D., Assoc. Prof. Claudia Gundacker, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Životní prostředí a zdraví / Environmentální chemie a toxikologie