L’esposoma: un approccio innovativo per studiare le interazioni esposizioni ambientali e salute

È ormai assodato che il contesto in cui un individuo si sviluppa abbia conseguenze sulla sua salute. Tuttavia, la comprensione dei complessi meccanismi con cui questo accade è tutt’altro che scontata. Il Global burden of disease riporta che circa il 25% delle morti nel mondo siano attribuibili a poche esposizioni ambientali (e quindi potenzialmente evitabili) quali inquinamento atmosferico, fumo attivo e passivo e dieta. Tuttavia, nonostante la conoscenza dei principali determinanti di salute sia aumentata sensibilmente negli ultimi decenni, l’eziologia della maggior parte delle patologie croniche non è stata ancora completamente compresa. Ciò è dovuto principalmente alle difficoltà metodologiche riscontrate nel capire come agiscano le multiple esposizioni ambientali nel tempo e nel misurare il loro effetto sinergico: risulta necessario, dunque, superare il classico approccio un’esposizione/un esito.

In questo contesto si è delineato il concetto di esposoma, introdotto per la prima volta da dall’epidemiologo Christopher Wild, già Direttore dell’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC – International Agency for Research on Cancer), come l’“indicatore complessivo delle influenze ambientali e delle risposte biologiche a queste associate, che includono l’esposizione all’ambiente, alimentazione, abitudini e processi endogeni” al fine di indicare la globalità dell’esposizione ambientale a partire dalle origini della vita. In altri termini, l’esposoma rappresenta l’insieme di tutte le esposizioni ambientali (quindi non genetiche) cui un individuo è esposto nel corso della sua vita a partire dal concepimento in avanti. La variabilità ovvero la natura dinamica delle diverse esposizioni ambientali lungo il corso della vita di un individuo viene studiata attraverso un approccio prospettico tipico della life-course epidemiology, la branca dell’epidemiologia che valuta la relazione tra le esposizioni dei diversi periodi della vita con le traiettorie di salute.

Dalla sua definizione, il concetto di esposoma è stato ripreso e arricchito e ha rappresentato uno stimolo nella comunità scientifica per iniziare a valutare in modo sistematico le esposizioni e il loro effetto complessivo sullo stato di salute. Comprendere l’esposoma tuttavia significa prendere in considerazione un numero infinito di variabili, richiede numerose misurazioni che si basano sull’applicazione di differenti e dispendiose tecnologie. Inoltre, valutare l’associazione fra molteplici esposizioni e gli effetti sulla salute, rappresenta una sfida anche in ambito metodologico. In particolare, gli attuali metodi statistici in uso non riescono a discriminare correttamente i diversi fattori che realmente influiscono sulla salute.

I dati raccolti, infatti, sono spesso di elevate dimensioni e presentano alti livelli di complessità e di correlazione, richiedendo l’utilizzo di tecniche di analisi più adattive e robuste rispetto ai metodi statistici tradizionali per riuscire a estrapolare risultati informativi. Gli strumenti chiave per affrontare queste problematiche sono le tecniche di apprendimento automatico (tecniche di machine learning) utilizzate congiuntamente a metodi di inferenza causale per interpretare i risultati, utili a orientare future politiche di prevenzione e promozione alla salute.

Generalmente l’esposoma viene declinato su tre macro-domini

• ambiente esterno generale, che include fattori come clima e urbanizzazione, misurabili a livello di popolazione;
• ambiente esterno specifico, come dieta o abitudine al fumo, misurabile a livello individuale con questionari, sensori ambientali o dosimetri personali;
• ambiente interno che include processi ormonali, infiammatori e molecolari, misurati nel loro insieme tramite metodiche “omiche” ad alta produttività, volte a descrivere in maniera globale l’insieme di molecole di un sistema biologico (es. proteoma, trascrittoma, metaboloma).

L’esposomica è un approccio olistico e innovativo per studiare l’impatto dei determinanti ambientali sulla salute umana; si tratta di un progetto che richiede uno sforzo congiunto di tutto il mondo scientifico, a livello internazionale. In effetti, numerosi progetti sono stati avviati sullo studio dell’esposoma sia in Europa che negli Stati Uniti, trainati dall’idea che una migliore conoscenza dei fattori di rischio ambientali e del loro impatto sulla salute possa aprire la strada a sempre più efficienti strategie di prevenzione.