Pesticides are chemicals widely used in agriculture to keep crops healthy and prevent them from being destroyed by pests, thus contributing to a sustainable food and feed production. However, long-term exposure to these compounds may be harmful to human health as they can affect the function of various organs systems, including the immune system. There is growing evidence that pesticides may increase the risk of developing immune-based diseases and inflammation. This study assessed whether greenhouse farmers occupationally exposed to pesticides presented alterations in immunoregulatory proteins, used as surrogate biomarkers of immune function. The study population consisted of 175 greenhouse workers occupationally exposed to pesticides and 91 non-exposed controls. Serum levels of 27 cytokines, chemokines and growth factors were measured using a magnetic bead-based immunoassay in a subpopulation of 111 greenhouse workers and 79 non-exposed controls. Since analytical determinations were performed in two periods of the same crop season with different use of pesticides (period of high and low pesticide exposure), linear mixed models for repeated measures were used to optimize statistical inference. The increase in IL-13, IL-4 and IL-6 observed in greenhouse workers compared to controls, and in the period of high exposure to pesticides relative to that of low exposure, suggest an altered Th1/Th2 balance towards the Th2 response. This finding points to a type-2 inflammation commonly presented as allergic inflammation, which has often been reported in farm-workers and in which pesticide exposure is considered a risk factor. Furthermore, the increase in IL-1β and VEGF, mediators of inflammation and angiogenesis, may suggest a low-grade systemic inflammation that might underlie chronic pathological conditions linked to pesticide exposure.

Long Interspersed Element 1 (LINE-1/L1) is an abundant retrotransposon that has greatly impacted human genome evolution. LINE-1s are responsible for the generation of millions of insertions in the current human population. The characterization of sporadic cases of mosaic individuals carrying pathogenic L1-insertions, suggest that heritable insertions occurs during early embryogenesis. However, the timing and potential genomic impact of LINE-1 mobilization during early embryogenesis is unknown. Here, we demonstrate that inner cell mass of human pre-implantation embryos support the expression and retrotransposition of LINE-1s. Additionally, we show that LINE-1s are expressed in trophectoderm cells of embryos, and identify placenta-restricted endogenous LINE-1 insertions in newborns. Using human embryonic stem cells as a model of postimplantation epiblast cells, we demonstrate ongoing LINE-1 retrotransposition, which can impact expression of targeted genes. Our data demonstrate that LINE-1 retrotransposition starts very shortly after fertilization and may represent a previously underappreciated factor in human biology and disease.

Maternal smoking during pregnancy (MSDP) contributes to poor birth outcomes, in part through disrupted placental functions, which may be reflected in the placental epigenome. We meta-analyzed the associations between MSDP and placental DNA methylation (DNAm) and between DNAm and birth outcomes within the Pregnancy And Childhood Epigenetics (PACE) consortium (7 studies, N=1700, 344 with any MSDP). We identified 1224 CpGs that were associated with MSDP, of which 341 associated with birth outcomes and 141 associated with gene expression. Only 6 of these CpGs were consistent with the findings from a prior meta-analysis of cord blood DNAm, demonstrating substantial tissue-specific responses to MSDP. The placental MSDP associated CpGs were enriched for growth-factor signaling, hormone activity, inflammation, and vascularization, which play important roles in placental function. We demonstrate links between placental DNAm, MSDP and poor birth outcomes, which may better inform the mechanisms through which MSDP impacts placental function and fetal growth.