Drei laufende Bioprojekte zielen darauf ab, zu verstehen, wie Umweltmetalle mit dem menschlichen Körper interagieren und ihn beeinflussen, wenn sie eingenommen oder eingeatmet werden, insbesondere auf das Immunsystem, die Lunge und den Darm.
Das Ziel dieser Projekte besteht darin, die schädlichen Auswirkungen dieser Metalle durch das Verständnis der zellulären Toxizitätsmechanismen zu mildern und wirksame Interventionsstrategien zu entwickeln.
Laurie G. Hudson, PhD
Debra MacKenzie, PhD
Esther Erdei, PhD
David Begay, PhD
Erica Dashner-Titus, PhD
In Zusammenarbeit mit indianischen Gemeinschaften arbeitet die UNM-Bewertung der Metallexposition und Toxizität in Stammesgebieten im Südwesten Das Team von UNM METALS hat Beweise für gemeinschaftliche Expositionen und Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit mehr als 1100 verlassenen Uranbergwerksdeponien (AUM) auf ihrem Stammesland erhalten. Biomonitoring-Ergebnisse bestätigen, dass Gemeindemitglieder Uran und anderen Metallen ausgesetzt sind, die über die nationalen Normen hinausgehen, was bei der Gemeinde zu Bedenken hinsichtlich möglicher Auswirkungen auf die Gesundheit führt.
Dieses Projekt befasst sich mit den Bedenken der indianischen Gemeinschaft hinsichtlich gesundheitlicher Auswirkungen im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber Uran und gleichzeitig vorkommenden Metallen, die auf Altlasten des Uranbergbaus gefunden werden. Unsere Studien werden die biologischen Folgen der Exposition gegenüber gemischten Metallen in betroffenen Gemeinden untersuchen. Wir werden Biomonitoring nutzen, um die aktuelle Exposition gegenüber gemischten Metallen und Metalloiden zu bewerten. Basierend auf vorläufigen Erkenntnissen und veröffentlichten Arbeiten werden wir die Hypothese testen, dass die Exposition gegenüber den einzigartigen Mischungen von Umweltmetallen, die mit stillgelegten Uranminen in Verbindung gebracht werden, oxidativen Stress und Entzündungsreaktionen fördert, Prozesse, die bekanntermaßen eine Immunschwäche und die Entwicklung zahlreicher chronischer Krankheiten fördern. Komplementäre Studien in experimentellen Modellen sollen Toxizitätsmechanismen identifizieren, die für zukünftige bevölkerungsbasierte Interventionen gezielt eingesetzt werden können.
Dieses Projekt geht auf Anliegen der Gemeinschaft ein und die Ergebnisse sollen 1) Einblicke in die biologischen Folgen von wenig untersuchten toxischen Metallen liefern, die in Umweltproben identifiziert und in Bioproben aus der Gemeinschaft erhöht wurden, 2) das mechanistische Wissen über die Auswirkungen spezifischer Metalle und Metallmischungen erweitern sowie die Grundlage für Metallinteraktionen in menschlichen Immunzellen und 3) experimentell das Potenzial mechanismusbasierter Interventionen zum Schutz vor Metallexpositionen in der Umwelt testen. Unser oberstes Ziel ist es, die mechanistische Wissenschaft für die Entwicklung interventioneller klinischer Studien zu nutzen, um die Gesundheitsrisiken einer anhaltenden Metallexposition zu mindern.
Eliseo F. Castillo, PhD, Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie, Abteilung für Innere Medizin, UNM HSC
Julie G. In, PhD, Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie, Abteilung für Innere Medizin, UNM HSC
Verlassene Uranminen (Abandoned Uranium Mines, AUMs) konzentrieren sich auf den Südwesten der USA, viele davon auf Stammesgebieten. Die indigenen Gemeinschaften rund um AUMs haben ihre Besorgnis darüber geäußert, dass die Belastung durch Uran (U) und Arsen (As) durch AUM-Standorte die Prävalenz chronischer und systemischer Krankheiten, einschließlich Immunschwäche und Krebs, erhöht hat. Unsere bisherige Forschung zur Metallexposition in der Umwelt konzentrierte sich auf kardiovaskuläre und pulmonale Auswirkungen; Da wir uns jedoch darüber im Klaren sind, dass die inhalative Aufnahme stark zur Belastung des Darms durch die Aufnahme von kontaminiertem Schleim beiträgt, sind wir an der Gesundheit des Magen-Darm-Trakts (GI) interessiert. Darüber hinaus ist der Magen-Darm-Trakt durch kontaminierte Nahrungsmittel und Wasserquellen auch leicht Umweltmetallen ausgesetzt. Das ultimative Ziel dieser Studien besteht daher darin, die Bedenken der Gemeinschaft hinsichtlich der Exposition gegenüber gemischten Metallen aus AUM-Abfällen und anderen Hartmetallminen auszuräumen, die zu potenziellen immunologischen Veränderungen und Krankheiten führen können, die ihren Ursprung im Magen-Darm-Trakt haben.
Die Forscher von BP Gut sind Experten für Darmbiologie und Immunologie und wollen herausfinden, wie sich diese Umweltmetalle auf drei Aspekte des Darms auswirken. Es gibt eine dreigliedrige Interaktion zwischen der Mikrobiota (in unserem Darm lebende Mikroorganismen), dem Immunsystem und dem Darmepithel, die das Gleichgewicht zwischen Darmhomöostase und Entzündung aufrechterhält. Eine Funktionsstörung einer dieser Komponenten kann tiefgreifende Auswirkungen auf die beiden anderen Systeme sowie auf die systemische Gesundheit haben. Daher werden wir Tiermodelle und menschliche Darmorganoide nutzen, um zu entschlüsseln, wie die Belastung des Darms durch Umweltschadstoffe die Gesundheit des Gastrointestinaltrakts beeinträchtigt.
In Studien an Erwachsenen wurde die chronische Exposition gegenüber Metallmischungen aus AUM-Abfällen mit einem erhöhten Risiko für Krankheiten wie Bluthochdruck, Diabetes, Autoimmunität und Nierenerkrankungen in Verbindung gebracht. Dies betrifft überproportional viele indianische Gemeinschaften im Südwesten der USA. Unsere Arbeit wird entscheidende mechanistische Einblicke in die potenzielle Immuntoxizität von U und As in der GI-Physiologie und Krankheitspathophysiologie liefern.
Alicia Bolt, PhD
Sarah Blüte, PhD
Katherine Zychowski, PhD
Das Einatmen von Minenstaub ist ein potenzieller Weg für die Exposition des Menschen gegenüber Metallmischungen, der ein erhebliches Gesundheitsrisiko für Stammesgemeinschaften darstellt, die in der Nähe verlassener Uran- und Hartgesteinsbergwerksstandorte in der Vierecksregion im Südwesten der USA leben. Eine anhaltende Lungenentzündung ist mit mehreren immunvermittelten Entzündungserkrankungen, einschließlich Autoimmunerkrankungen, verbunden. Der Beitrag und das Ausmaß der inhalierten Metallpartikel aus Minenstandorten zur Immunschwäche und zur Entwicklung von Autoimmunität sind jedoch unbekannt.
Eine Hypothese dieses Projekts ist, dass Metallpartikel enthaltender Bergbaustaub durch die Hyperaktivierung von Neutrophilen zu Lungen- und systemischen Immundysregulationen und Autoimmunität führt. Unsere ersten Studien mit autoimmungefährdeten Mäusen legen nahe, dass die inhalative Exposition gegenüber Minenstaub zur Hyperaktivierung von Neutrophilen führt, was zur Bildung extrazellulärer Neutrophilenfallen (NETose) führt, was ein wichtiger Auslöser von Lungenentzündungen ist. Mithilfe fortschrittlicher Zell- und Mausmodelle sowie Gesundheitsstudien an exponierten Populationen untersucht unser Forschungsteam die Rolle aktivierter Neutrophiler und NETose bei der Entwicklung von Lungen- und systemischen Immundysregulationen nach Staubexposition am Bergbaustandort.
Die aus diesem Projekt gewonnenen Informationen werden neue Erkenntnisse über die potenziellen Risiken liefern, die mit der Exposition gegenüber Metallen in der Luft verbunden sind, und über deren Rolle bei der metallvermittelten Immunmodulation und Krankheit.