INTRODUCTION: To date, the evidence for an association between perfluoroalkyl substances (PFAS) exposure and attention deficit and hyperactivity disorder (ADHD) is inconclusive. OBJECTIVE: We ...investigated the association between early life exposure to perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA), and ADHD in a collaborative study including nine European population-based studies, encompassing 4,826 mother-child pairs. METHODS: Concentrations of PFOS and PFOA were measured in maternal serum/plasma during pregnancy, or in breast milk, with different timing of sample collection in each cohort. We used a validated pharmacokinetic model of pregnancy and lactation to estimate concentrations of PFOS and PFOA in children at birth and at 3, 6, 12, and 24 months of age. We classified ADHD using recommended cutoff points for each instrument used to derive symptoms scores. We used multiple imputation for missing covariates, logistic regression to model the association between PFAS exposure and ADHD in each study, and combined all adjusted study-specific effect estimates using random-effects meta-analysis. RESULTS: A total of 399 children were classified as having ADHD, with a prevalence ranging from 2.3% to 7.3% in the studies. Early life exposure to PFOS or PFOA was not associated with ADHD during childhood odds ratios (ORs) ranging from 0.96 (95% CI: 0.87, 1.06) to 1.02 (95% CI: 0.93, 1.11). Results from stratified models suggest potential differential effects of PFAS related to child sex and maternal education. CONCLUSION: We did not identify an increased prevalence of ADHD in association with early life exposure to PFOS and PFOA. However, stratified analyses suggest that there may be an increased prevalence of ADHD in association with PFAS exposure in girls, in children from nulliparous women, and in children from low-educated mothers, all of which warrant further exploration.
INTRODUCTION: To date, the evidence for an association between perfluoroalkyl substances (PFAS) exposure and attention deficit and hyperactivity disorder (ADHD) is inconclusive. OBJECTIVE: We ...investigated the association between early life exposure to perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA), and ADHD in a collaborative study including nine European population-based studies, encompassing 4,826 mother-child pairs. METHODS: Concentrations of PFOS and PFOA were measured in maternal serum/plasma during pregnancy, or in breast milk, with different timing of sample collection in each cohort. We used a validated pharmacokinetic model of pregnancy and lactation to estimate concentrations of PFOS and PFOA in children at birth and at 3, 6, 12, and 24 months of age. We classified ADHD using recommended cutoff points for each instrument used to derive symptoms scores. We used multiple imputation for missing covariates, logistic regression to model the association between PFAS exposure and ADHD in each study, and combined all adjusted study-specific effect estimates using random-effects meta-analysis. RESULTS: A total of 399 children were classified as having ADHD, with a prevalence ranging from 2.3% to 7.3% in the studies. Early life exposure to PFOS or PFOA was not associated with ADHD during childhood odds ratios (ORs) ranging from 0.96 (95% CI: 0.87, 1.06) to 1.02 (95% CI: 0.93, 1.11). Results from stratified models suggest potential differential effects of PFAS related to child sex and maternal education. CONCLUSION: We did not identify an increased prevalence of ADHD in association with early life exposure to PFOS and PFOA. However, stratified analyses suggest that there may be an increased prevalence of ADHD in association with PFAS exposure in girls, in children from nulliparous women, and in children from low-educated mothers, all of which warrant further exploration.
Les polluants organiques persistants (POP), dont les biphényles polychlorés (PCB) et le 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophényl)éthane (DDT), sont des contaminants lipophiles qui résistent à la ...dégradation et s'accumulent dans les tissus des organismes exposés. Malgré le fait que plusieurs de ces composés aient été retirés du marché, ils se retrouvent toujours en quantité mesurable dans les échantillons environnementaux et humains prélevés partout dans le monde. La toxicité de ces composés a été démontrée dans des études in vitro et chez les animaux. Parmi les différents effets de ces composés, on compte la perturbation endocrinienne, l'altération du neurodéveloppement, l'affaiblissement du système immunitaire ainsi que la promotion de certains cancers. Certains de ces effets ont aussi été observés dans des études épidémiologiques suite à des expositions accidentelles, occupationnelles et environnementales. Par contre, les études ne parviennent pas à un consensus quant à l'implication des POP dans l'étiologie de plusieurs problèmes de santé, notamment le cancer du sein et l'altération du neurodéveloppement suite à une exposition postnatale par l'allaitement. Les études épidémiologiques sur les effets des POP se basent habituellement sur des échantillons de sang ou de lait maternel pour évaluer l'exposition. Dans le cas du cancer du sein, les échantillons sanguins sont généralement prélevés au moment du diagnostic ou quelques années avant. Quant à l'évaluation de l'exposition postnatale par l'allaitement, les études de neurodéveloppement ont jusqu'à maintenant estimé l'exposition des enfants en multipliant la concentration dans le lait maternel par la durée d'allaitement ou en prélevant des échantillons sanguins chez les enfants. Puisque les POP sont très persistants, ces échantillons sont considérés comme des marqueurs d'exposition chronique. Par contre, la capacité à représenter le profil d'exposition des sujets enrôlés dans des études épidémiologiques à partir de ces échantillons peut être gênée par différents phénomènes physiologiques pouvant changer les niveaux internes en POP, notamment les changements de poids corporel (ex: perte de poids, croissance) et l'allaitement. De plus, ces échantillons ne permettent pas d'évaluer l'exposition durant certaines périodes où les individus pourraient être plus susceptibles aux atteintes chimiques. Il était donc primordial de mettre sur pied une approche qui permette de détailler le profil d'exposition des individus afin d'évaluer les associations entre l'exposition durant certaines périodes critiques et la prévalence de certains problèmes de santé. Les objectifs de ce projet étaient donc i) de développer des modèles pharmacocinétiques à base physiologique (PBPK) permettant d'estimer l'exposition à différentes périodes de la vie et ii) d'appliquer ces modèles au sein d'études épidémiologiques afin d'évaluer les associations entre l'exposition durant certaines fenêtres de temps et certains indicateurs de santé et de développement. La modélisation PBPK consiste en une représentation mathématique des phénomènes d'absorption, de distribution, de métabolisme et d'excrétion régissant le déplacement d'un composé chimique dans l'organisme exposé. Deux modèles PBPK ont été développés dans le cadre de ce projet : un modèle décrivant la cinétique des POP chez les femmes et un modèle décrivant le transfert postnatal mère-enfant par l'allaitement. Le modèle PBPK de la femme permet de simuler la cinétique des POP en fonction des changements de poids, des grossesses et des allaitements. À partir d'une concentration sanguine au moment du diagnostic et d'informations récoltées dans les questionnaires épidémiologiques, le modèle PBPK génère des profils desquels il est possible d'extraire des concentrations à n' importe quel moment de la vie de la femme. Ce modèle a été utilisé afin de retracer des profils d'exposition aux PCB dans une étude cas-témoins sur le cancer du sein basée en France. Une analyse de corrélation a permis de quantifier la capacité d'une concentration sanguine au moment du diagnostic à représenter les concentrations simulées à différents moments de la vie. Cet exercice a permis de montrer que de tels échantillons sanguins perdent leur capacité à représenter l'exposition 1) plus la période d'intérêt est loin (ex: puberté) et 2) plus la durée d'allaitement totale est longue. Une limitation de ce modèle est que, puisque des données sanguines répétées n'étaient pas disponibles, sa validité n'a pu être établie. Le modèle PBPK décrivant le transfert mère-enfant de POP a quant à lui été validé avec des données provenant d'une cohorte d'enfants Inuits du nord du Québec. À l'aide du modèle PBPK, les profils d'exposition postnatale ont été tracés pour les enfants enrôlés dans l'étude. Leur concentration sanguine mesurée à environ six mois a ensuite été comparée aux valeurs simulées. Une analyse de corrélation de Spearman entre les niveaux simulés et mesurés a démontré que le modèle estimait adéquatement les niveaux de différents congénères de PCB
(r = 0.87-0.89), de DDT/E (r = 0.90/0.77) et de HCB (r = 0.83). Suite à la validation du modèle, les profils générés pour le PCB-153 (le congénère de PCB prédominant dans les échantillons humain et fortement corrélé aux autres congénères) ont été utilisés pour évaluer l'association entre les niveaux sanguins simulés à chacun des mois postnataux et des indicateurs d'attention et d'activité spontanée chez les enfants de 11 mois. L'exposition prénatale, telle qu'indiquée par les niveaux dans le sang du cordon ombilical, était associée à une réduction de l'attention alors que l'exposition postnatale, particulièrement durant le 4e mois, était associée à une augmentation de l'activité spontanée. Cette nouvelle approche a donc permis d'évaluer la validité des méthodes traditionnelles d'évaluation de l'exposition et d'identifier une nouvelle fenêtre de susceptibilité aux atteintes neurotoxiques des PCB. Les modèles PBPK présentés dans cette thèse sont déjà en application dans plusieurs autres études épidémiologiques afin de vérifier la reproductibilité des associations observées et de générer de nouveaux résultats.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Modélisation pharmacocinétique à base physiologique (PBPK), polluants organiques persistants (POP), variabilité interindividuelle, exposition, cancer du sein, neurodéveloppement.
Le nonylphénol (4-n-nonylphénol) et le bisphénol A (4,4'isopropylidène-2-diphénol) sont des perturbateurs endocriniens qui ont été détectés dans des échantillons de sang, d'urine, de tissus adipeux ...et de lait humain. Ces molécules sont biotransformées en métabolites non-toxiques par un processus de glucuronidation. Plusieurs facteurs, incluant la co-exposition avec d'autres xénobiotiques, sont susceptibles de réduire les taux de glucuronidation. Les objectifs de cette étude étaient d'identifier et de caractériser l'impact de 14 médicaments dont la consommation est répandue sur la biotransformation de ces perturbateurs endocriniens. L'identification des interactions a été effectuée en co-incubant des hépatocytes de rat fraîchement isolés avec du nonylphénol ou du bisphénol A, et des médicaments à une concentration 50 fois plus élevée que la concentration maximale (Cmax) reportée chez l'humain suite à une dose thérapeutique. Une inhibition de la biotransformation des polluants a été observée avec la plupart des médicaments. Le naproxène (18,7 mM), l'acide salicylique (24,5 mM), la carbamazépine (1,9 mM) et l'acide méfénamique (1,45 mM) ont inhibé le métabolisme du nonylphénol et du bisphénol A à plus de 50% dans les suspensions d'hépatocytes. La caractérisation des inhibitions observées avec le naproxène, l'acide salicylique et la carbamazépine a été tentée à l'aide de microsomes hépatiques de rat. Le naproxène et la carbamazépine ont inhibé compétitivement la glucuronidation du nonylphénol et du bisphénol A. L'acide salicylique n'a montré aucune inhibition des taux de glucuronidation à une concentration de 1000 µM, suggérant ainsi que d'autres mécanismes d'action sont impliqués dans l'inhibition observée dans les hépatocytes. Des simulations effectuées à l'aide d'un modèle pharmacocinétique à base physiologique ont démontré que des niveaux thérapeutiques de naproxène peuvent entraîner une hausse du Cmax et de l'aire sous la courbe de la concentration de bisphénol A chez l'humain d'environ 1,8 fois (en assumant un Ki similaire chez le rat et l'humain). En conlusion, cette étude démontre que plusieurs médicaments peuvent inhiber la détoxication de polluants comme le nonylphénol et le bisphénol A. L'analyse de risque pour les polluants environnementaux doit donc prendre en compte la consommation de médicaments comme facteur pouvant hausser les niveaux internes pour une exposition donnée. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Nonylphénol, Bisphénol A, Médicaments, Biotransformation, Modélisation pharmacocinétique à base physiologique, Interactions.
Background: Prenatal exposure to perfluoroalkyl substances (PFAS) has been associated with lower birth weight in epidemiologic studies. This association could be attributable to glomerular filtration ...rate (GFR), which is related to PFAS concentration and birth weight.
Objectives: We used a physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model of pregnancy to assess how much of the PFAS–birth weight association observed in epidemiologic studies might be attributable to GFR.
Methods: We modified a PBPK model to reflect the association of GFR with birth weight (estimated from three studies of GFR and birth weight) and used it to simulate PFAS concentrations in maternal and cord plasma. The model was run 250,000 times, with variation in parameters, to simulate a population. Simulated data were analyzed to evaluate the association between PFAS levels and birth weight due to GFR. We compared simulated estimates with those from a meta-analysis of epidemiologic data.
Results: The reduction in birth weight for each 1-ng/mL increase in simulated cord plasma for perfluorooctane sulfonate (PFOS) was 2.72 g (95% CI: –3.40, –2.04), and for perfluorooctanoic acid (PFOA) was 7.13 g (95% CI: –8.46, –5.80); results based on maternal plasma at term were similar. Results were sensitive to variations in PFAS level distributions and the strength of the GFR–birth weight association. In comparison, our meta-analysis of epidemiologic studies suggested that each 1-ng/mL increase in prenatal PFOS and PFOA levels was associated with 5.00 g (95% CI: –21.66, –7.78) and 14.72 g (95% CI: –8.92, –1.09) reductions in birth weight, respectively.
Conclusion: Results of our simulations suggest that a substantial proportion of the association between prenatal PFAS and birth weight may be attributable to confounding by GFR and that confounding by GFR may be more important in studies with sample collection later in pregnancy.
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