Laurie G. Hudson, Ph.D.
Debra MacKenzie, Ph.D.
Esther Erdei, Ph.D.
David Begay, Ph.D.
Erica Dashner-Titus, Ph.D.
En partenariat avec les communautés amérindiennes, le Évaluation de l'exposition et de la toxicité des métaux UNM sur les terres tribales du sud-ouest (UNM METALS) a obtenu des preuves d'expositions au niveau communautaire et de risques pour la santé associés à plus de 1100 sites de déchets de mines d'uranium abandonnées (AUM) sur leurs terres tribales. Les résultats de la biosurveillance confirment que les membres de la communauté sont exposés à l'uranium et à d'autres métaux au-delà des normes nationales, ce qui suscite des inquiétudes dans la communauté quant à l'impact potentiel sur la santé.
Ce projet répond aux préoccupations de la communauté amérindienne concernant les effets sur la santé associés à l'exposition à l'uranium et aux métaux cooccurrents trouvés sur les anciens sites de déchets miniers d'uranium. Nos études examineront les conséquences biologiques de l'exposition aux métaux mixtes dans les communautés touchées. Nous utiliserons la biosurveillance pour évaluer les expositions actuelles aux métaux et métalloïdes mixtes. Sur la base des résultats préliminaires et des travaux publiés, nous testerons l'hypothèse selon laquelle l'exposition aux mélanges uniques de métaux environnementaux associés aux mines d'uranium abandonnées favorise le stress oxydatif et les réponses inflammatoires, processus connus pour favoriser la dérégulation immunitaire et le développement de nombreuses maladies chroniques. Des études complémentaires dans des modèles expérimentaux sont conçues pour identifier les mécanismes de toxicité qui peuvent être ciblés pour de futures interventions basées sur la population.
Ce projet répond aux préoccupations de la communauté et les résultats devraient 1) fournir des informations sur les conséquences biologiques des métaux toxiques sous-étudiés identifiés dans les échantillons environnementaux et élevés dans les biospécimens de la communauté, 2) élargir les connaissances mécanistes de l'impact de métaux spécifiques et de mélanges de métaux ainsi que la base des interactions métalliques dans les cellules immunitaires humaines, et 3) tester expérimentalement le potentiel des interventions basées sur les mécanismes pour conférer une protection contre les expositions environnementales aux métaux. Notre objectif ultime est de tirer parti de la science mécaniste pour le développement d'essais cliniques interventionnels afin d'atténuer les risques pour la santé des expositions continues aux métaux.
Adrian Brearley, Ph.D.
Éliane El Hayek, PhD
José Cerrato, PhD
Joseph Galewsky, PhD
De nombreuses communautés amérindiennes du sud-ouest des États-Unis vivent à proximité de nombreuses mines d'uranium abandonnées (AUM) qui étaient actives dans les années 1950 à 1980. Ces communautés revitalisent les activités agricoles sur les terres adjacentes aux sites miniers abandonnés qui peuvent avoir été contaminés par la poussière emportée par le vent pendant les activités actives et post-minières. Deux préoccupations importantes de ces communautés tribales sont : i) l'exposition potentielle aux particules métalliques transportées par le vent, respirables (PM2.5) ; et ii) si les cultures agricoles cultivées sur des terres tribales adjacentes aux AUM pourraient représenter une voie d'exposition potentielle préjudiciable à la santé humaine. Les anciens sites miniers d'uranium (U) dans les régions semi-arides sont soumis à de forts processus éoliens (liés au vent), qui influencent la dispersion de la poussière minérale contenant de l'U, suscitant des inquiétudes quant à l'exposition humaine à la poussière toxique qui a des effets négatifs potentiels sur la santé. Comprendre la biodisponibilité et la bioaccessibilité de l'U et des métaux toxiques co-occurrents dans les PM2.5, en particulier les nanoparticules dans les poussières minérales fugitives provenant des anciens sites miniers, est important pour identifier les risques pour la santé des communautés touchées.
Le projet ESE PM axé sur les risques environnementaux de l'exposition aux nanoparticules découle de nos résultats préliminaires qui montrent que des nanoparticules contenant de l'U jusqu'alors non reconnues sont présentes dans une gamme de différents matériaux naturels liés aux AUM. Notre stratégie de recherche développera une compréhension de: a) l'origine, l'abondance et les caractéristiques physicochimiques des formes nanoparticulaires d'U et des métaux co-occurrents dans les déchets miniers, les sols et la poussière emportée par le vent sur les terres tribales; b) leur transport et leur redistribution en raison de la suspension soufflée par le vent présentant des expositions par inhalation, ainsi que la contamination des terres agricoles et des cultures ; 3) la relation entre la teneur en métaux des sols agricoles et l'absorption dans les cultures agricoles qui constituent une voie d'exposition potentielle par ingestion ; et 4) les mécanismes d'absorption de ces métaux toxiques dans les cultures agricoles via les systèmes racinaire et foliaire.
Ce projet fournira des données pour répondre aux préoccupations des communautés tribales concernant les voies d'exposition potentielles aux PM (matières particulaires) en suspension provenant des anciens sites miniers. Nos résultats testeront l'hypothèse selon laquelle le transport par le vent des PM2.5 provenant des AUM représente un scénario de risque d'exposition unique pour les humains par inhalation et ingestion, sur la base des caractéristiques physicochimiques complexes des mélanges de métaux contenus dans les PM. Nos résultats établiront dans quelle mesure les mélanges complexes de métaux dans les particules en suspension dans l'air rejetées par les sites d'AUM posent un risque pour la santé et aborderont plus précisément les stratégies de réduction des risques pour ces populations vulnérables qui vivent à proximité des AUM. Ces informations aideront à atténuer les expositions humaines aux mélanges de métaux résultant de l'inhalation de poussière soufflée par le vent et de la consommation de cultures sur des terres agricoles susceptibles d'avoir été contaminées par des poussières diffuses provenant de sites miniers, à la fois pendant leur phase active d'exploitation minière et de nos jours.
Eliseo F. Castillo, PhD, Division de gastro-entérologie et d'hépatologie, Département de médecine interne, UNM HSC
Julie G. In, PhD, Division de gastro-entérologie et d'hépatologie, Département de médecine interne, UNM HSC
Les mines d'uranium abandonnées (AUM) sont concentrées dans le sud-ouest des États-Unis, dont beaucoup se trouvent sur des terres tribales. Les communautés amérindiennes entourant les AUM ont exprimé leurs inquiétudes quant au fait que les expositions à l'uranium (U) et à l'arsenic (As) provenant des sites AUM ont augmenté la prévalence de maladies chroniques et systémiques, notamment le dysfonctionnement immunitaire et le cancer. Nos recherches précédentes sur l'exposition environnementale aux métaux se sont concentrées sur les effets cardiovasculaires et pulmonaires ; cependant, sachant que l'ingestion par inhalation contribue fortement à l'exposition intestinale par l'ingestion de mucus contaminé, nous nous intéressons à la santé gastro-intestinale (GI). De plus, le tractus gastro-intestinal est également facilement exposé aux métaux environnementaux par le biais de sources d'eau et d'aliments contaminés. Ainsi, le but ultime de ces études est de répondre aux préoccupations de la communauté concernant l'exposition aux métaux mélangés provenant des déchets AUM et d'autres mines de métaux durs entraînant des changements immunologiques potentiels et des maladies provenant du tractus gastro-intestinal.
Les chercheurs de BP Gut sont des experts en biologie intestinale et en immunologie et ont l'intention de déterminer comment ces métaux environnementaux affectent trois aspects de l'intestin. Il existe une interaction tripartite impliquant le microbiote (micro-organismes vivant dans notre intestin), le système immunitaire et l'épithélium intestinal qui maintient l'équilibre entre l'homéostasie intestinale et l'inflammation. Le dysfonctionnement de l'un de ces composants peut avoir des effets profonds sur les deux autres systèmes ainsi que sur la santé systémique. Par conséquent, nous utiliserons des modèles animaux et des organoïdes intestinaux humains pour déchiffrer comment les expositions intestinales aux polluants environnementaux perturbent la santé gastro-intestinale.
L'exposition chronique aux mélanges de métaux provenant des déchets d'AUM a été associée à un risque accru de maladies telles que l'hypertension, le diabète, l'auto-immunité et les maladies rénales dans les études sur les adultes. Cela affecte de manière disproportionnée les communautés amérindiennes du sud-ouest des États-Unis. Nos travaux fourniront des informations mécanistes essentielles sur l'immunotoxicité potentielle de l'U et de l'As dans la physiologie gastro-intestinale et la physiopathologie des maladies.
Alicia Bolt, Ph.D.
Sarah Blossom, Ph.D.
Katherine Zychowski, Ph.D.
L'inhalation de poussière de site minier est une voie potentielle d'exposition humaine à des mélanges de métaux qui pose un problème de santé important pour les communautés tribales vivant à proximité de sites miniers d'uranium et de roche dure abandonnés dans la région des quatre coins du sud-ouest des États-Unis. L'inflammation pulmonaire persistante est associée à de multiples troubles inflammatoires à médiation immunitaire, y compris les maladies auto-immunes. Cependant, la contribution et l'étendue des particules métalliques inhalées provenant du site minier au dérèglement immunitaire et au développement de l'auto-immunité sont inconnues.
Une hypothèse de ce projet est que la poussière du site minier contenant des particules métalliques entraîne une dérégulation immunitaire pulmonaire et systémique et une auto-immunité par l'hyperactivation des neutrophiles. Nos premières études, utilisant des souris à tendance auto-immune, suggèrent que l'exposition par inhalation à la poussière du site minier entraîne une hyperactivation des neutrophiles entraînant la formation de pièges extracellulaires de neutrophiles (NETosis), qui est un facteur important d'inflammation pulmonaire. À l'aide de modèles cellulaires et murins avancés, ainsi que d'études sur la santé des populations exposées, notre équipe de recherche étudie le rôle des neutrophiles activés et de la NETosis dans le développement de la dérégulation immunitaire pulmonaire et systémique à la suite d'une exposition à la poussière des sites miniers.
Les informations obtenues dans le cadre de ce projet fourniront un nouvel aperçu des risques potentiels associés à l'exposition aux métaux en suspension dans l'air et de leur rôle dans la modulation immunitaire et les maladies induites par les métaux.
Anjali Mulchandani, Ph.D.
Jennifer Rudgers, Ph.D.
Éliane El Hayek, PhD
José Cerrato, PhD
Des études antérieures du UNM METALS Superfund Research Center rapportent la cooccurrence de mélanges d'uranium (U), d'arsenic (As) et de vanadium (V) dans les eaux et les sols de sites touchés par l'héritage minier dans nos communautés partenaires du Pueblo de Nation Laguna et Navajo. Le fardeau des activités minières a affecté divers sites Superfund aux États-Unis, provoquant des expositions multigénérationnelles aux métaux dans nos communautés partenaires. Divers sites touchés par l'héritage minier aux États-Unis n'ont pas été correctement récupérés ou assainis.
La recherche proposée apportera de nouvelles connaissances mécanistes qui permettront le développement de bioréacteurs catalysés par la symbiose plante-champignon associée à l'absorption et à la précipitation à l'aide de minéraux naturels pour la bioremédiation durable des mélanges de métaux. Les minéraux calciques sont naturellement abondants dans nos communautés partenaires, et nous avons l'intention d'évaluer plus avant comment ces minéraux réagissent avec le phosphate pour immobiliser l'uranium et l'arsenic. Nous utiliserons également des isolats de champignons obtenus à partir de sites situés dans nos communautés partenaires pour identifier les gradients de stress thermique pertinents, la chimie de l'eau et d'autres conditions environnementales dans le sud-ouest des États-Unis influençant l'absorption de mélanges de métaux par la symbiose plante-champignon. Nous concevrons des bioréacteurs pour identifier les conditions environnementales qui favorisent le mieux l'absorption des métaux, l'adsorption des minéraux et la précipitation chimique par les champignons associés aux plantes, informant les prédictions sur le potentiel de bioremédiation induit par le changement climatique futur.
Ce projet développera de nouvelles technologies de bioremédiation en exploitant les symbioses plantes-champignons pour immobiliser les mélanges de métaux par l'absorption et la précipitation des minéraux. La cooccurrence de mélanges d'uranium (U), d'arsenic (As) et de vanadium (V) a été signalée dans les eaux et les sols de gisements géologiques naturels et de sites Superfund touchés par des héritages miniers. Cependant, peu d'études examinent la réactivité des mélanges de métaux dans des conditions environnementales pertinentes. L'intégration des processus physico-chimiques et biologiques offre des opportunités inestimables pour acquérir de nouvelles connaissances essentielles à l'évaluation des risques et à l'avancement des nouvelles technologies de biorestauration.
