Incluso en grados relativamente bajos, la exposición al plomo puede generar alteraciones epigenéticas

La presencia de este metal en la sangre de los trabajadores, aun por debajo del nivel máximo que la ley permite en Brasil, muestra la expresión de un micro-ARN asociado a una disminución en la metilación del ADN, un proceso fisiológico necesario para el equilibrio del organismo. No obstante, las manifestaciones clínicas conocidas aparecen cuando los niveles son mucho más elevados

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Científicos brasileños y portugueses observaron una asociación entre la presencia de plomo en el organismo y un micro-ARN que puede estar relacionado con los mecanismos de regulación de la metilación del ADN, un proceso fisiológico necesario para el control de la expresión génica y, por consiguiente, para que los genes ejecuten sus funciones. 

Estas alteraciones se detectaron en células de la sangre de trabajadores de la industria de baterías de automotores, en las cuales este metal constituye una de sus principales materias primas. Curiosamente, la concentración del metal en las muestras de los 85 voluntarios –en promedio 20 microgramos por decilitro de sangre (20 µg/dl)– se ubicaba por debajo de lo que la legislación brasileña define como máximo tolerable (60 µg/dl). 

Este estudio contó con el apoyo de la FAPESP y salió publicado en la revista Frontiers in Genetics. Y estuvo a cargo de investigadores de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), la Universidad Federal del ABC (UFABC), la Universidade Anhembi Morumbi y la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil, y de la Universidad Nueva de Lisboa, en Portugal.

“Lo que estos estudios sugieren aún incipientemente es que las bajas exposiciones al plomo no necesariamente están asociadas con la inexistencia de efectos adversos, sino que pueden tener relación con eventos moleculares que preceden a estos eventos bien establecidos en la literatura como resultantes de la exposición crónica al metal, tales como problemas neurológicos y hematológicos”, explica Gustavo Rafael Mazzaron Barcelos, docente del Instituto de Salud y Sociedad (ISS) de la Unifesp, en su campus de Baixada Santista.

Este trabajo forma parte de un proyecto financiado por la FAPESP. 

Aunque los bajos niveles no tienen una relación directa con problemas de salud, el investigador advierte que el hecho de que existan alteraciones en el ADN enciende una alarma. “No se puede decir que esas concentraciones son seguras. Sería excelente tener la mínima exposición al plomo, pero también existe un sistema industrial que depende de la producción de este metal. Es necesario contar con buenas políticas públicas tendientes a minimizar la exposición, algo que hemos venido observando sistemáticamente en Brasil durante las últimas décadas”, sostiene el investigador. 

En Brasil, cuando la concentración de plomo supera los 60 µg/dl, la red nacional de salud pública (conocida por sus siglas SUS: Sistema Único de Salud) y el Sistema de Previsión Social deben ser notificados. Estudios realizados en China han mostraron concentraciones mucho mayores en la sangre de los trabajadores de dicho país, en la franja de los 40 µg/dl. 

“Analizamos la metilación del ADN, que es una de las modificaciones epigenéticas que suceden fundamentalmente en las llamadas áreas promotoras, que controlan la función de los genes. Cuando la metilación de esas áreas sufre tales alteraciones, la síntesis de las proteínas puede también estar desregulada, lo que puede constituir un problema. Existen evidencias de que la exposición al plomo es capaz de inhibir la acción de una enzima llamada DMNT1, encargada justamente del control de la metilación del ADN. En las muestras estudiadas, encontramos en abundancia el micro-ARN llamado miR-148a, cuyo blanco es precisamente el gen de la DMNT1”, comenta Marilia Ladeira de Araújo, primera autora del artículo, parte de su doctorado en el ISS-Unifesp.

Ladeira de Araújo concretó una parte de los análisis durante una pasantía de investigación realizada en la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nueva de Lisboa con una beca de la FAPESP.

La detección

En un trabajo anterior, el grupo de investigadores había detectado la disminución global de la metilación del ADN en la misma población de trabajadores, cuyas muestras se extrajeron en fábricas del estado brasileño de Paraná. El artículo formó parte de la maestría de Paula Pícoli Devóz en la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto de la USP (FCFRP-USP). Pícoli Devóz también es coautora del trabajo actual.

Los investigadores pretendían entonces saber si existiría algún biomarcador que indicase la disminución en la metilación del material genético y elaboró una lista con una serie de micro-ARNs que podrían estar asociados a este evento. Se observó un aumento significativo del miR-148a, conocido en la literatura científica porque desempeña diversas funciones. Su existencia puede estar asociada a daños en el ADN, a procesos inflamatorios y al estrés oxidativo, eventos relacionados con el desarrollo de diversas patologías multifactoriales, tales como enfermedades neurodegenerativas y cáncer, por ejemplo.

“La ventaja de utilizar el miR-148a como un biomarcador asociado a trastornos epigenéticos inducidos por la exposición al plomo reside en que estas alteraciones en su expresión pueden preceder a diversos trastornos celulares, tales como el estrés oxidativo y la muerte celular, por ejemplo. No sabemos decir aún si la disminución de la metilación del ADN tendrá impactos negativos, toda vez que analizamos el estatus global de ese parámetro a lo largo de todo el ADN. Pero ahora sabemos que es un potencial biomarcador de ese estado”, afirma Barcelos.

Una de las ideas del investigador para proseguir con la investigación –tan pronto como la pandemia de COVID-19 lo permita–, consiste en tomar nuevas muestras de la misma población en el transcurso de los años. El objetivo es verificar si los efectos de la exposición a bajas concentraciones son persistentes y de qué manera el organismo puede adaptarse a ella. 

Puede leerse el artículo intitulado Association Between miR-148a and DNA Methylation Profile in Individuals Exposed to Lead (Pb) en el siguiente enlace: www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2021.620744/.