Un aditivo plástico común daña el ADN y los cromosomas

DA pesar de su utilidad, los elementos esenciales de uso cotidiano (cosméticos, envases de alimentos, plásticos) pueden contener sustancias químicas que alteran el sistema endocrino (EDC). Estos invasores sigilosos pueden introducirse en el cuerpo a través de la absorción cutánea, la inhalación y la ingestión, provocando silenciosamente problemas de salud.

Llevar ftalato de bencilo butilo (BBP), por ejemplo.¹ Este aditivo hace que los productos plásticos sean flexibles y duraderos, pero la exposición al BBP puede alterar hormonal equilibrar y meterse con salud reproductiva humana.^2,3 Si bien los estudios en animales insinúan sus efectos sobre desarrollo de óvulos y embriones tempranos, el impacto de BBP en las primeras etapas de la meiosis aún no se ha estudiado en gran medida.⁴

esto motivado Monica Colaiácovobiólogo molecular y celular de la Facultad de Medicina de Harvard, para explorar los efectos de BBP en las primeras etapas de reproducción en Caenorhabditis elegans. el de su equipo recomendacionespublicado en PLOS Genéticademuestran que la exposición a niveles de BBP comparables a los detectados en humanos provocó roturas de la cadena de ADN en C. eleganslo que da como resultado óvulos con un número incorrecto de cromosomas.⁵ Estos conocimientos ofrecen una comprensión más detallada de los primeros acontecimientos de la exposición al BBP y sus consecuencias en la reproducción animal.

Mayoría C. elegans Son hermafroditas capaces de autofecundarse y normalmente producen descendencia hermafrodita con dos cromosomas X. Los hombres, con su único cromosoma X, surgen debido a errores durante la segregación del cromosoma X y representan sólo entre el 0,1 y el 0,2 por ciento de la población. Colaiácovo intentó comprender cómo influyen los EDC en este proceso y la proporción de machos en la población de gusanos.

Muchos EDC exhiben respuestas a dosis no monótonas, donde la relación entre dosis y efecto no es lineal; una dosis más alta no siempre produce un efecto más fuerte. Para explorar esto, los investigadores utilizaron un método de alto rendimiento para detectar varias dosis de BBP (1, 10, 100 y 500 μM) para determinar qué dosis causaba errores en la no disyunción o separación del cromosoma X después de 24 horas. Utilizaron gusanos con una mutación en un gen del colágeno de la cutícula, lo que facilita que los compuestos EDC penetren en el gusano, para analizar dosis de exposición más bajas.

Para sus experimentos, los investigadores seleccionaron gusanos en la última etapa larvaria, justo antes de alcanzar la edad adulta, que corresponde al pico de actividad reproductiva. Para rastrear los embriones masculinos, los investigadores etiquetaron los gusanos con una proteína verde fluorescente (GFP, por sus siglas en inglés) controlada por un promotor específico para el macho y luego utilizaron citometría de flujo para clasificar los embriones. Descubrieron que 10 μM era la dosis más baja de BBP que producía los mayores efectos de no disyunción del cromosoma X, lo que aumentaba la progenie masculina en C. elegans.

“Si se interfiere con la meiosis, la frecuencia con la que estos cromosomas X no se dividen adecuadamente aumenta significativamente”, explicó Colaiácovo. “En muchos de los mutantes meióticos, en lugar de un 0,2 por ciento de machos, se obtiene entre un 30 y un 40 por ciento de machos. Entonces, es muy fácil de ver”, dijo.

Utilizando espectrometría de masas, los investigadores encontraron que C. elegans metabolizó BBP de manera similar a los humanos, descomponiendo BBP en dos metabolitos primarios. Basándose en el experimento de dosis-respuesta, el equipo examinó 10 y 100 μM en busca de niveles fisiológicamente relevantes de BBP dentro de los gusanos. Sólo la dosis de 10 μM produjo concentraciones de BBP y de metabolitos comparables a los niveles reportado anteriormente en la orina de mujeres embarazadas, muestras de cordón umbilical y líquido amniótico.⁶

Para ampliar los cambios en la organización cromosómica durante la meiosis, los investigadores utilizaron tinciones de proteínas que dañan la membrana nuclear y el ADN para rastrear el comportamiento nuclear. Dado que estos eventos suelen seguir un cronograma oportuno, cualquier retraso puede indicar defectos en este proceso. “Lo que vimos en este caso fue que había estos núcleos que persistían. Los llamamos ‘rezagados’ porque están rezagados”, dijo Colaiácovo. “Luego, muy tarde en la profase meiótica, todavía llevan la señal [in the nuclei]que ya debería haber desaparecido”. Esta progresión meiótica estancada coincidió con la activación de un punto de control de daño en el ADN, desencadenado por la formación de roturas de doble hebra, lo que provoca defectos como el desgaste y la fragmentación de los cromosomas. En consecuencia, esto condujo a una mayor letalidad embrionaria.

Dado que la exposición a BBP aumenta la muerte de las células germinales y deteriora la integridad cromosómica, trató de identificar los genes asociados con este proceso. Utilizando la secuenciación de ARN, identificaron 344 genes que se expresaban diferencialmente en gusanos expuestos a 10 μM de BBP. Entre los que estaban regulados a la baja se encontraban genes cruciales para los procesos de la matriz extracelular y la integridad de los óvulos.

“Lo que nos llamó mucho la atención cuando analizamos estos genes es que sugerían que podría haber una activación de una respuesta al estrés oxidativo”, dijo Colaiácovo. Para profundizar más, el equipo utilizó un C. elegans Cepa que lleva una etiqueta fluorescente vinculada a un indicador de estrés oxidativo. Cuando analizaron las células de la línea germinal, el equipo observó un aumento en la fluorescencia, una señal de que la exposición a BBP aumentaba el estrés oxidativo. Este aumento del estrés provocó daños en el ADN, comprometió la integridad genómica y alteró la precisión de la segregación cromosómica meiótica.

Patricio Allardun biólogo del desarrollo de la Universidad de California en Los Ángeles, que no participó en este estudio, comentó que se sabe que la BBP causa estrés oxidativo asociado con la toxicidad reproductiva, pero “este artículo va más allá al analizar etapas específicas del proceso”. diferenciación de células germinales y proporcionar información detallada sobre el proceso de recombinación meiótica y cómo se ve afectado por la exposición a BBP”.

Colaiácovo planea explorar los efectos de BBP en la línea germinal masculina y si existe un dimorfismo sexual que influya en la salud reproductiva. “Hay otra dirección nueva y emocionante, y eso es algo que no necesariamente se puede predecir, por lo que estábamos muy emocionados de ver esto y tratar de entender por qué está sucediendo”, dijo.

“Este estudio brinda una idea del mecanismo y sirve como información adicional para que las personas puedan tomar decisiones más informadas basadas en este trabajo, para tratar de ver qué podría haber en un producto en particular que están usando, y tal vez elegir un alternativa”, remarcó Colaiácovo.