Cada aliento que tomamos, cada comida que comemos y cada entorno que encontramos deja una huella digital molecular en nuestros cuerpos, un registro oculto de nuestras exposiciones de toda la vida. Los investigadores en el campo de la exposición explican cómo las tecnologías de vanguardia están desbloqueando este archivo biológico, marcando el comienzo de una nueva era de prevención de enfermedades y medicina personalizada. Los científicos presentan una hoja de ruta para superar los desafíos técnicos y logísticos y se dan cuenta del máximo potencial del campo.
Exposomics explora cómo la compleja interacción de los factores ambientales, desde los contaminantes en nuestro agua y los alimentos hasta los estresores sociales y psicológicos, da forma a nuestra biología. Al estudiar estas exposiciones combinadas, los investigadores pueden descubrir cómo influyen colectivamente en la salud, desde el metabolismo y la función cardíaca hasta la salud del cerebro y el riesgo de enfermedades.
El Perspectiva El artículo está dirigido por el Consorcio de Banbury Exposomics, un grupo interdisciplinario de científicos que se reunieron en el Centro Banbury de Cold Spring Harbor en 2023 para definir los principios centrales de este campo en rápida evolución. Gary Miller, PhD, miembro principal de exposición y miembro de la facultad de la Universidad de Columbia Mailman School of Public Health, fue el organizador principal del consorcio.
Miller, vicecisante de investigación e innovación y profesor de ciencias de la salud ambiental en la Columbia Mailman School, es copilante del Centro de Coordinación Nacional de Exposomics de Exposomics, Nexus. También lidera a Indipharm, una iniciativa financiada por ARPA-H que usa exposómica para predecir las interacciones de los medicamentos y mejorar la efectividad de los medicamentos.
Exposómica en acción
El campo joven ya está demostrando su potencial transformador. Los investigadores que analizan la evidencia molecular identificaron a un disolvente industrial específico como el culpable de los grupos de enfermedades renales entre los trabajadores de fábrica. En otro estudio, los científicos fusionaron el mapeo de la contaminación por satélite con información de ubicación residencial para revelar cómo las partículas en el aire envejecen prematuramente el cerebro. Los científicos que analizan miles de moléculas circulantes identificaron TMAO, un metabolito de microbioma intestinal producido al comer carne roja y lácteos, como un gran contribuyente previamente pasado al riesgo de ataque cardíaco.
Estos descubrimientos son posibles por tecnologías y herramientas de vanguardia como sensores portátiles que rastrean las exposiciones químicas en imágenes satelitales en tiempo real que mapea la contaminación a los bloques de la ciudad y espectrómetros de masas ultra sensibles que detectan compuestos presentes en una parte por billón.
Una lente más amplia en nuestra salud
Si bien la genética proporciona nuestro plan biológico, explica solo una fracción del riesgo de enfermedad crónica. La exposición captura todo lo que nos sucede, desde productos químicos industriales hasta estresores sociales. A diferencia de los estudios tradicionales que examinan las exposiciones individuales de forma aislada, Exposomics integra herramientas avanzadas para comprender cómo los factores ambientales, sociales y psicológicos interactúan colectivamente con nuestra biología.
Este enfoque sinergia poderosamente con otras ciencias de «ómics». Cuando se combina con genómica, proteómica y metabolómica, la exposición crea la primera imagen completa de los determinantes de la salud. Los autores imaginan un futuro en el que todos los principales estudios de enfermedades incorporan el análisis de exposición como práctica estándar.
Analizar sistemáticamente estas interacciones complejas puede mejorar el desarrollo de fármacos, descubrir los impulsores ocultos de la enfermedad y abordar las disparidades de salud. El enfoque une la medicina de precisión y la salud de la población.
El camino a seguir
Miller y sus colegas describen las prioridades críticas para avanzar en la exposición. Estos incluyen el desarrollo de tecnologías más sensibles, como herramientas portátiles o mínimamente invasivas que miden la exposición de un individuo; la creación de una referencia de exposición humana para permitir el análisis y la contextualización a escala de la población; y la implementación de protocolos estandarizados para habilitar el análisis impulsado por la IA de conjuntos de datos complejos. El campo también debe abordar consideraciones éticas sobre la privacidad de los datos y la necesidad de un mayor enfoque en los determinantes sociales de la salud, escriben los autores.
Los recién lanzados centros de exposición estadounidense y europeo ahora proporcionan la infraestructura para la colaboración mundial, estandarización de métodos, armonizar datos y capacitar a los investigadores en las habilidades interdisciplinarias necesarias para avanzar en este campo. Estos centros forman la columna vertebral crítica para el progreso futuro de la exposición.
«Ahora estamos construyendo el primer marco sistemático para medir cómo todas las exposiciones, desde químicas hasta sociales, interactúan con la biología en toda la vida. Nuestro objetivo es crear estrategias procesables para vidas más saludables», dice Miller.
