Background: Childhood acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a complex disease whose etiology remains largely unknown. Both genetic and environmental factors are believed to be involved in leukemogenesis. It has long been suspected that organic solvents are carcinogens. They are common in the workplace and are potentially important sources of exposure in mothers during various time periods: preconception, pregnancy and postnatal. These time windows are vital for the developing fetus and exposures to carcinogens through the placenta or breast milk could lead to DNA damage. In addition, variants in xenobiotic metabolizing genes that biotransform various chemicals entering the body, in particular CYP (cytochrome P450) and GST (glutathione S-transferase) genes, have equally been linked to the development of ALL. As such, it is quite possible that variants in CYP and GST genes affect the biotransformation of chemicals such as organic solvents in the fetus or infant, leading to increased DNA damage and potentially cancer. Methods: I analyzed the effects of maternal occupational exposure to organic solvents during pregnancy and breastfeeding on the risk of developing ALL in the offspring. The effects of organic solvents from household activities were also investigated in breastfeeding mothers during the postnatal period. In addition, I analyzed the joint effects of case genetic variants in certain likely functional xenobiotic metabolizing genes (CYP1A1, CYP2E1 and GSTM1) with organic solvent exposures. The data was taken from a large population based case-control with 790 cases and 790 controls recruited from Quebec, Canada. The data included state-of-art determination of occupational exposures, household exposures to various environmental exposures, and genotyped DNA samples from the study participants and their parents. The data was analyzed using logistic regression and Poisson log-linear models based on case-control, case-only and case parent-trio designs. Results: Significant main effects were found between case GSTM1 null and CYP1A1 *4 variants and ALL. Additionally, individuals with one copy of the CYP1A1 *2A variant and GSTM1 null had a significant odds ratio of developing ALL at 1.68 (95% CI: 1.03-2.75) as compared to an individual with neither. Offspring with the GSTM1 null variant whose mothers were occupationally exposed to aliphatic alcohols and aliphatic ketones, specific chemical families of organic solvents, during pregnancy had a lower risk of developing ALL than carriers of the wild type carriers. The case-parent trio analysis did detect a harmful interaction effect between offspring with the CYP1A1 *2B variant and maternal occupational exposure to any type of organic solvent during pregnancy. Similarly, the case-only analysis found important harmful interaction effects between the CYP1A1 *2A and *4 variants and maternal occupational exposures to any type of organic solvent during pregnancy and protective interaction effects between GSTM1 null variants and this same exposure. Among mothers who breastfed, exposure to organic solvents from household activities from one year before pregnancy to date of diagnosis did not generally increase the risk of ALL; however, there was evidence to suggest that the GSTM1 null and CYP1A1 *2A variants modified the effect of solvent exposure from furniture stripping, and likewise for the CYP2E1 *5 variant with certain activities involving exposure to electronics. The CYP1A1 *2A variant also appeared to significantly modify the effect of latex and/or acrylic paint exposures in a breastfeeding mother on the risk of ALL. Discussion: Although the study had limited power to uncover statistically significant interactions, the results suggest a role on the incidence of childhood ALL for gene variants involved in the metabolism of carcinogens in the presence of environmental prenatal or breastfeeding exposure to organic solvents. / Introduction: La leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) chez l'enfant est une maladie complexe dont l'étiologie reste peu connue. Des chercheurs soupçonnent que les solvants organiques sont des carcinogènes importants et qu'ils sont présents dans plusieurs lieux de travail. Ces produits chimiques ont le potentiel d'être une source d'exposition chez la mère durant les différentes périodes du développement du foetus, notamment, la préconception, la gestation et le postnatal. De plus, quelques variantes dans les gènes xénobiotiques du métabolisme, qui transforment une multitude de produits chimiques absorbés par le corps, en particularité des variantes dans les gènes CYP (cytochrome P450) et GST (glutathion S-transférase), ont été associées avec la LLA chez l'enfant. Tout cela suggère que les variantes dans les gènes CYP et GST perturbent la biotransformation des produits chimiques, tel que les solvants organiques, chez le fœtus et le nouveau-né, menant à des dommages à l'ADN et possiblement des néoplasies. Méthodes : J'ai analysé les effets de l'exposition maternelle aux solvants organiques pendant la gestation et l'allaitement sur le risque de développer la LLA. Les effets de l'exposition aux solvants organiques retrouvés au domicile ont aussi été investigués chez les mères qui allaitent. De plus, j'ai analysé l'effet cumulatif des variantes dans les gènes CYP et GST et les expositions aux solvants organiques au travail de la mère pendant la gestion et celles au domicile pour les mères qui ont allaité. Les données ont été sélectionnées d'une étude cas-témoin réalisée au Québec, recrutant 790 cas et 790 témoins. Des échantillons d'ADN ont été recueillis des participants et de leurs parents. Les données ont été analysées avec des modèles de régression logistiques et log-linéaire (régression de Poisson) basés sur les concepts de cas-témoins, cas-seul et trio cas-parent. Résultats : Des effets statistiquement significatifs ont été trouvés entre les variantes GSTM1 nulle et CYP1A1 *4 chez l'enfant et la LLA. Les individus qui possèdent une copie de la variante CYP1A1 *2A et de la variante GSTM1 nulle, ont un risque significatif de développer la LLA comparé à des individus avec aucune de ces variantes. Les progénitures d'une mère qui a été exposée à des solvants organiques au travail, particulièrement les alcools aliphatiques et les cétones aliphatiques, qui possèdent la variante GSTM1 nulle, ont un risque inférieur de développer la LLA comparées aux progénitures qui ont le gène de type sauvage. Le trio cas-parent suggérait un effet d'interaction nocive entre la variante CYP1A1 *2B chez la progéniture et l'exposition de la mère à n'importe quel solvant organique au travail pendant la gestation. De même, le type d'étude cas-seul a détecté un effet d'interaction nocive entre les variantes CYP1A1 *2A et *4 et l'exposition de la mère à n'importe quel solvant organique au travail et une interaction protectrice entre la variante GSMT1 nulle et cette même exposition. Le risque de développer la LLA pour les progénitures des mères qui ont allaité et qui ont été exposées à des solvants organiques lors d'activités au domicile pendant une année avant la gestation jusqu'à la date de diagnostic n'était pas élevé. Par contre, les variantes GSMT1 nulle et CYP1A1 *2A ont modifié l'effet des solvants relié à des activités de décapage de meubles et d'électroniques. La variante CYP1A1 *2A a aussi modifié l'effet de l'exposition chez la mère qui allaite aux peintures de type latex et/ou acrylique sur le risque de développer la LLA chez l'enfant. Discussion: Ces résultats suggèrent la possibilité que les variantes des gènes étudiés interagissent avec l'exposition aux solvants organiques pendant la gestation ou l'allaitement chez la mère, pour influencer le risque de développer la LLA chez l'enfant, malgré le pouvoir limité de l'étude pour détecter des interactions statistiquement significatives.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106382 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Doucette, Kimberley |
| Contributors | Claire Infante-Rivard (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Epidemiology & Biostatistics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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