Uma das variantes do uso indiscriminado de PVC… além de tantos outros… todos cancerígenos?
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3327051/
Paul Wesley Brandt-Rauf,* Yongliang Li ,Changmin Longo, Regina Mônaco, Gopala Kovvali,1 e Marie-Jeanne Marion,2 –
Divisão de Ciências Ambientais e de Saúde Ocupacional, Escola de Saúde Pública, Universidade de Illinois em Chicago, Chicago, IL, EUA,
1Departamento de Genética, Rutgers University, Piscataway, NJ, EUA
2Unidade 871, Instituto Nacional de Saúde e Pesquisa Médica, Lyon, França
*Autor correspondente Paul Wesley Brandt-Rauf: ude.ciu@1bwp
Publicado on-line em 12 de março de 2012. doi: 10.4103/1477-3163.93700
[NOTA DO WEBSITE: A publicação desse trabalho de 2012 é fundamental. Por que? Por nos mostrar que, nesse momento, abril de 2024, está fazendo 12 anos que a ciência já comprovou que o monômero do polímero PVC, MVC – monômero de cloreto de vinila, é cancerígeno. E mais, demonstra inclusive que essa resina plástica, amplamente utilizada em todo mundo, por ser constituída pelo monômero cancerígino, está envenenando cada um e todos nós que não temos nenhum conhecimento dessa violenta agressão do PVC. Sem delongas, já está mais do que na hora dessa resina, como outras cancerígenas, serem banidas da face da Terra. E é por isso que cada vez fica mais evidente a relação de causa e efeito entre as resinas plásticas, com seus plastificantes, disruptores endócrinos, estarem sendo a cada dia mais conectadas às síndromes que vêm assolando todos os seres vivos, inclusive os humanos mais jovens].
Resumo
A fabricação, a utilização e a eliminação de vários plásticos podem representar numerosos riscos para a saúde, incluindo o risco de câncer. Um exemplo modelo de risco cancerígeno dos plásticos é fornecido pelo cloreto de polivinila (nt.: destaque dado pela tradução e na conexão com link que mostra o que representa matérias dessa molécula artificial no ambiente quando em combustão. Por isso? Porque pode-se tirar uma conclusao do que representa os catadores urbanos quando queimam os fios, todos revestidos de PVC, para acessarem ao cobre. Dioxina pura!), uma vez que é composto pelo conhecido cloreto de vinila/CV (nt.: em inglês é VC/vinyl chloride), carcerígeno humano. Nos últimos anos, muito se aprendeu sobre as vias biológicas moleculares da carcinogênese do CV. Isto levou a estudos epidemiológicos moleculares da carcinogênese do CV em populações humanas expostas, que identificaram biomarcadores úteis de exposição, efeito e suscetibilidade ao CV. Estes estudos, por sua vez, forneceram a base para novas abordagens moleculares para a prevenção e tratamento de cânceres oriundos do CV. Este modelo poderia ter uma aplicabilidade muito mais ampla para muitas outras exposições cancerígenas e muitos outros cânceres humanos.
Palavras-chave: Carcinogênese, quimioprevenção, biologia molecular, epidemiologia molecular, cloreto de vinila
INTRODUÇÃO
O cloreto de polivinila (PVC) é um dos plásticos mais comumente fabricados no mundo, usado em uma ampla variedade de produtos, incluindo embalagens, tubos, peças automotivas, materiais de construção e móveis. O PVC é polimerizado a partir do monômero de cloreto de vinila (CV), que é um dos produtos químicos de maior volume de produção em todo o mundo, com uma demanda mundial anual atual de aproximadamente 7 milhões e 700 mil toneladas, que está aumentando a uma taxa anual aproximada de 3%. Até 98% do CV é utilizado na produção de PVC.[ 1 ]
Infelizmente, o CV é um agente cancerígeno animal e humano bem estabelecido. Está mais fortemente associado ao câncer de fígado (nt.: destaque em negrito feito pela tradução para demonstrar sem meias palavras que o monômero do PVC é reconhecimente cancerígeno), em particular à rara neoplasia sentinela do angiossarcoma hepático (LAS), um tumor maligno das células endoteliais do fígado.[ 1 ] No entanto, o CV também foi identificado como causa de carcinoma hepatocelular. (HCC), o tumor maligno correspondente das células parenquimatosas do fígado.[ 2 ] Também tem sido associado a efeitos não malignos à saúde, inclusive no fígado e outros órgãos, bem como outras doenças malignas (por exemplo, pulmão e cérebro ), embora estas outras associações cancerígenas permaneçam muito mais controversas. As exposições mais significativas ao CV ocorrem nas indústrias petroquímica e de plásticos. Por exemplo, o Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH/National Institute for Occupational Safety & Health) estimou que 81.000 trabalhadores empregados em mais de 3.700 locais de trabalho estão potencialmente expostos a CV nos EUA; as estimativas mundiais são muito mais elevadas, com mais de 2.200.000 trabalhadores provavelmente expostos à CV. As exposições da população em geral também ocorrem principalmente através do ar e da água. Por exemplo, foram encontrados níveis elevados de CV não só no ar próximo das instalações de sua fabricação e processamento, mas também nas proximidades de muitos locais de resíduos perigosos e aterros municipais, quer devido à eliminação direta de CV, quer devido à degradação microbiana de outros resíduos. solventes clorados para formar CV. Em alguns casos, foram detectados níveis perigosamente elevados (até 44 ppm; em comparação com uma concentração de referência da Agência de Proteção Ambiental/EPA dos EUA de 0,04 ppm) no ar em alguns destes aterros.[ 1 ] A exposição da população em geral também pode ocorrer devido ao fumo do tabaco, água potável em tubos de PVC e alimentos e bebidas em embalagens e garrafas de PVC, embora provavelmente em níveis muito mais baixos. No entanto, estas são algumas das razões pelas quais as autoridades no domínio da segurança química alertaram que o CV “ainda é uma causa de preocupação” na saúde ocupacional e ambiental.[ 3 ] Dentro da indústria de plásticos, o CV é também um excelente modelo para o estudo da carcinogênese química via mecanismos genotóxicos porque é um produto químico reativo ao DNA bem conhecido, para o qual muito se aprendeu sobre a biologia molecular de suas vias de ação [figura 1 abaixo da conclusão].[ 4 ] Deve-se notar que embora as vias mutagênicas para a carcinogênese CV tenham sido as mais bem estudadas e sejam, portanto, o foco aqui, é bem possível que outros mecanismos possam contribuir significativamente para a carcinogênese do CV através de vias mais indiretas, incluindo, por exemplo, através da desregulação epigenética da expressão genética ou alterações na vigilância imunológica.
[NOTA DO WEBSITE: Sendo uma publicação científica, existe uma ampla explanação que leva à fundamentação da tese do trabalho. Como a maioria de nós é leigo nessa área, interrompemos a continuação da publicação para depois da Conclusão que é a parte que sintetiza a pesquisa e pode nos interessar para compreendermos o que apresentam. Mas se aguém tiver interesse, abaixo da transposição da Conclusão para esse espaço, está a continuação completa do trabalho, inclusive com a indicação do link para acessar as Referências do trabalho].
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CONCLUSÃO
O CV fornece um modelo instrutivo para o estudo da carcinogênese na indústria de plásticos. Uma compreensão detalhada da biologia molecular da carcinogênese do CV, bem como forneceu novas formas de estudar a epidemiologia molecular de sua carcinogênese em humanos expostos, que por sua vez forneceram a base para novas abordagens para a prevenção e tratamento do câncer relacionado a ele. Este modelo também poderia ter implicações muito mais amplas; uma vez que outras exposições potencialmente cancerígenas na indústria de plásticos e em outros lugares compartilham algumas das mesmas vias biológicas moleculares de metabolismo e reparo como biomarcadores epidemiológicos moleculares semelhantes do CV poderiam ser úteis para monitorarem seu processo carcinogênico, e uma vez que muitos tipos diferentes de cânceres humanos comuns contêm ou ambas as mutações p53 e K- ras, abordagens molecularmente direcionadas semelhantes à quimioterapia e quimioprofilaxia poderiam ter ampla aplicabilidade.
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As vias biológicas moleculares e epidemiológicas moleculares da carcinogênese VC
A BIOLOGIA MOLECULAR DA CARCINOGÊNESE DE CLORETO DE VINIL
O CV é um gás, portanto as exposições mais significativas são respiratórias. Após a exposição por inalação, a absorção é rápida em humanos e a maior parte do metabolismo subsequente ocorre no fígado. [ 1 ] O metabolismo da fase I é principalmente através da isoenzima 2E1 do citocromo P-450 (CYP2E1) para gerar os intermediários reativos óxido de cloroetileno (CEO) e cloracetaldeído (CAA) que são posteriormente metabolizados em reações de Fase II pelas glutationa-S-transferases (GSTs) e aldeído desidrogenase 2 (ALDH2) em produtos finais para excreção final. No entanto, o CEO e o CAA podem interagir prontamente com macromoléculas celulares, incluindo o DNA, para produzir efeitos pró-mutagênicos. Como o CEO tende a reagir muito mais rapidamente com os ácidos nucleicos do que o CAA, é geralmente considerado o eletrófilo mais relevante para a geração de adutos de DNA e consequentes efeitos mutagênicos; a maior relevância biológica do CEO também é apoiada por comparações do perfil de aduto do CV com o do éter 2,2-dicloroetílico, que só produz CAA como metabólito. A biotransformação do CV em CEO provavelmente ocorre principalmente nos hepatócitos, mas o epóxido também pode alcançar e reagir com células de revestimento sinusoidais adjacentes, de modo que efeitos mutagênicos podem ocorrer em células parenquimatosas do fígado e células endoteliais não parenquimatosas, fornecendo uma justificativa lógica para a associação entre exposição a CV e LAS, bem como CHC.[ 5 ] O principal CV-associado ao aduto do DNA do fígado é a 7-(2-oxoetil)guanina, compreendendo até 98% de todos os adutos formados. No entanto, este aduto é eliminado do DNA com uma semi-vida muito curta, principalmente por depurinação química, e não é considerado promutagênico. Por outro lado, três adutos de eteno DNA também são formados em muito menos abundância, mas são conhecidos por serem promutagênicos. São eles: N 2 ,3-etenoguanina (εG); 1,N 6 -etenoadenina (εA); e 3,N 4 -etenocitosina (εC).[ 6 ] Deve-se notar que esses adutos de eteno-DNA também podem ser encontrados em tecidos de humanos e animais não expostos porque podem ser produzidos endogenamente através da interação de aldeídos derivados da peroxidação lipídica e hidroxialquenais. No entanto, a exposição ao CV pode aumentar o nível desses adutos de 10 a 100 vezes em relação ao fundo nos hepatócitos e nas células hepáticas não parenquimatosas dos animais expostos.[ 5 ]
Existem vários mecanismos potenciais pelos quais os adutos induzidos por CV poderiam ser reparados antes que tenham a chance de causar mutações. Tal como referido acima, o aducto oxoetilo é removido rapidamente por despurinação química. O reparo potencial dos adutos eteno é mais complicado. Os adutos 1,N 6 -εA são reconhecidos e removidos pela 3-metil adenina DNA glicosilase que faz parte da via de reparo por excisão de base (BER); isso é conseguido hidrolisando a ligação N-glicosídica entre a base danificada e a desoxirribose, deixando um sítio abásico no DNA. O aparelho BER inclui inúmeras outras proteínas que completam o reparo no sítio abásico uma vez que o aduto é removido. A proteína de complementação cruzada de raios X-1 (XRCC1) é crítica para este processo, uma vez que atua como uma proteína de suporte nesta via e parece regular e/ou aumentar a atividade de outras proteínas BER, que incluem uma endonuclease apurínica/apirimidínica (APE1), poli (ADP-ribose) polimerase-1 (PARP-1), poli (ADP-ribose) polimerase-2 (PARP-2), DNA polimerase β (Pol β) e DNA ligase IIIα (Lig III). A endonuclease AP é responsável por clivar a ligação fosfodiéster no sítio abásico criado pela glicosilase. A PARP-1 e, em menor extensão, a PARP-2 participam no processo de reparação catalisando a ribosilação de uma série de proteínas ligadas ao ADN, diminuindo assim a afinidade destas proteínas pelo DNA e permitindo que a maquinaria de reparação aceda ao local danificado. PARP-1 e PARP-2 podem homo e heterodimerizar e interagir com Pol β, Lig III e XRCC1. Pol β, a polimerase envolvida no reparo de manchas curtas, fornece duas atividades essenciais, atividade de desoxirribofosfodiesterase que libera o grupo fosfato de açúcar 5′ e síntese de preenchimento de lacunas, onde um nucleotídeo é adicionado ao 3′ OH. Finalmente, Lig III sela o corte de maneira dependente de ATP. [ 7 , 8 ] Embora não tenha sido demonstrado que XRCC1 contém atividade enzimática própria, é necessário para coordenar e regular os estágios iniciais e finais do BER por meio da interação proteica módulos como os domínios BRCA1 Carboxy Terminus (BRCT). [ 9 , 10 ] Como discutido abaixo, alterações em qualquer uma dessas proteínas, particularmente XRCC1, que poderiam afetar a eficiência do BER, podem resultar em um aumento no aduto εA níveis em qualquer nível de exposição do CV. O aduto 3,N 4 -etenocitosina também é reparado com alta eficiência pelo BER através da timina DNA glicosilase. Como resultado, ambos os adutos εA e εC têm meias-vidas razoavelmente curtas, na faixa de um dia.[ 6 ]
Em contraste, o aduto N 2 ,3-etenoguanina demonstrou ter uma meia-vida consideravelmente mais longa, na faixa de 150 dias, sugerindo que não é reparado de forma muito eficiente.[ 6 ] Isto é consistente com os resultados de estudos in vitro que indicam que os adutos de etenoguanina são mal reparados pelo BER.[ 11 ] Assim, se forem reparados, é provável que seja por uma via diferente de reparação do DNA. Outro mecanismo importante para o reparo do DNA é o reparo por excisão de nucleotídeos (NER). Assim como o BER, o NER ocorre em uma série de etapas: reconhecimento do dano, desenrolamento e demarcação do DNA, excisão do fragmento de fita simples que contém o local danificado e ressíntese do DNA. O NER é realizado principalmente através da ação de proteínas da família de genes xerodermapigmentoso, que são categorizados em sete grupos diferentes (AG). As proteínas XPC e XPE estão envolvidas no reconhecimento de diferentes tipos de danos no DNA. XPB e XPD são helicases de DNA que funcionam como subunidades do complexo do fator de transcrição IIH (TFIIH) para promover a formação de bolhas de DNA no local danificado, desenrolando o DNA como complexos XPA com proteínas RPA para demarcação. XPF e XPG são endonucleases específicas de estrutura para excisão do local danificado. Finalmente, a DNA polimerase replicativa e a DNA ligase I completam o reparo.[ 12 , 13 ] XPD é um dos principais atores do NER e é essencial para a vida.[ 14 , 15 ] Conforme discutido abaixo, alterações em qualquer uma dessas proteínas, particularmente Pode-se esperar que o XPD, que poderia afetar a eficiência do NER, aumente os níveis de aduto εG em qualquer nível de exposição ao VC.
As propriedades promutagénicas dos aductos de eteno-DNA que não são totalmente reparados por uma ou outra das vias de reparação do DNA foram bem documentadas em sistemas experimentais in vitro , bem como in vivo em células bacterianas e de mamíferos. O aduto εG gera alterações de base G->A; o aduto εA gera alterações de base A->G, A->T e A->C; e o aduto εC gera alterações nas bases C->A e C->T.[ 5 ] Esses resultados experimentais são consistentes com os espectros mutacionais tumorais identificados em animais e humanos expostos em oncogenes e genes supressores de tumor, embora existam semelhanças importantes e diferenças entre os padrões observados nos tumores animais e nos tumores humanos. Descobriu-se que tanto HCCs quanto ASLs em ratos expostos ao CV apresentam principalmente transversões A->T nos genes H-ras e p53 relacionados ao câncer . [ 5 ] Por exemplo, sete dos oito CHCs induzidos por CV em ratos expostos a VC tiveram uma transversão A->T no códon 61 de H- ras ;[ 16 ] 11 de 25 ASLs e um de oito HCCs em ratos expostos ao CV tinham mutações em p53 , todas, exceto uma, eram substituições de pares de bases com nove em A: pares de bases T (5 A->T, 2 A->G, 2 A->C) e três pares de bases em G:C (todos G->A), e duas das transversões A->T ocorreram no mesmo local (o primeiro nucleotídeo do códon 253).[ 17 ] Por outro lado, descobriu-se que ASLs em humanos expostos a VC têm exclusivamente transversões A->T em p53 (três de seis, incluindo uma no primeiro nucleotídeo de Códon 255, que corresponde à mesma mutação no Códon 253 observada em ratos).[ 18 ] É digno de nota que estudos de mutações no p53 em 21 ASLs humanos que não foram associados à exposição ao CV, apenas dois apresentaram mutações, nenhuma das quais era A-> Transversões T.[ 19 ] Estudos de CHCs associados ao CV também encontraram mutações frequentes no p53, ocorrendo em 11 de 18 casos, embora apenas dois deles fossem transversões A->T.[ 20 ] Tanto ASLs quanto HCCs em humanos expostos ao CV. descobriu-se que têm principalmente transições G->A no oncogene K- ras nos códons 12 e 13. Por exemplo, em estudos de CHCs associados ao CV, descobriu-se que 5 de 12 tumores tinham mutações K- ras nos códons 12 e 13. 13, três dos quais eram transições G->A.[ 21 ] Ainda mais impressionante, em estudos de mutações do gene K- ras em ASLs associadas ao CV, transições G->A foram encontradas em 23 de 33 tumores com a grande maioria de estes (17 de 23) ocorrendo no Códon 13.[ 22 , 23 ] Novamente digno de nota, estudos de K- rasmutações em 24 ASLs que não estavam associadas à exposição ao CV encontraram transições G->A em sete casos, mas todas elas estavam no Códon 12, indicando que a mutação do Códon 13 pode ser relativamente específica para ASLs induzidas por VC.[ 24 ] Curiosamente, em estudos de ASLs e HCCs em humanos expostos ao CV, também se descobriu que cinco casos continham mutações K- ras no tecido adjacente histologicamente normal, três dos quais eram transições G->A e dois dos quais ocorreram no Códon 13. ;[ 21 , 22 ] da mesma forma, descobriu-se que pelo menos um caso de lesão hepática pré-angiossarcomatosa não displásica continha a transição G->A característica no códon 13 de K- ras .[ 25 ] Esses resultados sugerem que estes Mutações associadas ao CV, particularmente a mutação K- ras do Codon 13 , podem ser um evento relativamente precoce na carcinogênese do CV e, portanto, a ocorrência dessas mutações pode ser biomarcadores úteis de risco de câncer em indivíduos expostos, conforme discutido abaixo.
A transição G->A no Códon 13 de K- ras resulta na substituição de um ácido aspártico (Asp) pela glicina normal (Gly) no resíduo de aminoácido 13 no produto da proteína p21 codificado. Acredita-se que esta substituição seja oncogênica, tendo sido identificada também em outros tumores humanos. Acredita-se que o mecanismo oncogênico de ação desta substituição seja através da produção de uma mudança conformacional em p21 que pode ser responsável por alterar sua atividade intrínseca de GTPase, afetando assim a transdução de sinal dentro da célula, levando ao crescimento e divisão descontrolados.[ 4 ] Da mesma forma, as transversões A->T em vários códons de p53 produzem suas substituições de aminoácidos correspondentes no produto da proteína p53 codificado, todas as alterações que demonstraram fazer com que a proteína adote sua conformação chamada “maligna” com uma perda concomitante de sua atividade supressora de tumor normal.[ 4 ] Essas alterações proteicas fornecem um indicador útil das consequências patogênicas da ocorrência das mutações correspondentes, bem como biomarcadores intermediários convenientes do efeito do CV para estudar a epidemiologia molecular de sua carcinogênese em populações humanas expostas.
A EPIDEMIOLOGIA MOLECULAR DA CARCINOGÊNESE DO CLORETO DE VINIL
Foi demonstrado que a proteína ras -p21 mutante contendo Asp para Gly no resíduo de aminoácido 13 pode ser distinguida imunologicamente da proteína de tipo selvagem e de outras proteínas ras -p21 mutantes com um anticorpo monoclonal de ratinho específico para esta proteína. Para células em cultura que contêm o gene ras mutante , é possível utilizar este anticorpo monoclonal para detectar a expressão de ras -p21 mutante nas células por imunocitoquímica e no sobrenadante extracelular por imunotransferência. Em situações análogas in vivo, o Asp 13 ras -p21 mutante pode ser detectado em tecido tumoral por imuno-histoquímica e no soro por imunotransferência de trabalhadores expostos ao CV com ASLs conhecidos por conterem o gene ras mutante, mas não no soro de trabalhadores expostos ao CV com ASLs que não contêm a mutação ou em controles não expostos.[ 4 , 26 , 27 ]
Uma situação análoga, embora um pouco mais complicada, ocorre com o p53. Como observado, foi demonstrado que todas as mutações induzidas pelo CV no gene p53 causam uma alteração conformacional semelhante nas proteínas p53 codificadas que resultam na exposição de um epítopo comum, que normalmente não é imunologicamente detectável na proteína do tipo selvagem . Assim, estas proteínas p53 mutantes podem ser distinguidas imunologicamente da p53 de tipo selvagem com um anticorpo monoclonal de ratinho que se liga a este epítopo específico do mutante. Para células em cultura que contêm os genes p53 mutantes, é possível utilizar este anticorpo monoclonal para detectar a expressão da proteína p53 mutante nas células por imunocitoquímica e no sobrenadante extracelular por imunotransferência ou por ensaio imunoenzimático (ELISA). Na situação análoga in vivo, o p53 mutante pode ser detectado no tecido tumoral por imuno-histoquímica e no soro por imunotransferência ou ELISA de trabalhadores expostos ao CV com ASLs conhecidos por conterem os genes p53 mutantes, mas não de trabalhadores expostos ao CV com ASLs que não contêm as mutações ou em controles não expostos. Em alguns casos de tumores mutantes positivos para p53, sabe-se que os indivíduos também podem desenvolver uma resposta de anticorpos ao p53 mutante que pode obscurecer a detecção da própria proteína p53 mutante. No entanto, também é possível detectar estes auto-anticorpos contra o mutante p53 utilizando um ELISA. Assim, a detecção no soro da proteína p53 mutante e/ou uma resposta de anticorpos à proteína p53 mutante pode ser usada em conjunto para melhor identificar indivíduos que têm uma mutação p53 nos seus tumores.[ 4 , 28 , 29 ]
Com base nas evidências acima, parece que estes biomarcadores séricos para o mutante ras -p21 e o mutante p53 refletem com precisão a ocorrência das alterações mutacionais correspondentes no tecido alvo de trabalhadores expostos ao CV. Apoio adicional para isto é fornecido pelo caso de uma ASL com múltiplas amostras de soro ao longo do tempo, para as quais os níveis destes biomarcadores séricos pareciam ser paralelos ao curso clínico da doença em termos de carga tumoral. Biomarcadores foram identificados não apenas em trabalhadores expostos ao CV com ASLs, mas também em trabalhadores expostos a ele com lesões angiomatosas não malignas (mas potencialmente pré-malignas) e em trabalhadores expostos ao CV sem qualquer doença neoplásica aparente, mesmo em trabalhadores expostos abaixo o atual limite de exposição permitido de 1 ppm.[ 4 , 30 – 32 ] Em uma grande coorte de trabalhadores franceses com o CV, descobriu-se que a presença desses biomarcadores ocorre com uma relação dose-resposta altamente estatisticamente significativa em relação ao CV cumulativo estimado. Exposição, apoiando a afirmação de que a geração dos biomarcadores foi de fato o resultado da exposição.[ 33 ] Resultados semelhantes com esses biomarcadores foram observados em várias outras coortes de trabalhadores om CV em todo o mundo.[ 34-39] Até o momento, nestes vários estudos, pelo menos cinco trabalhadores positivos para biomarcadores expostos a CV sem ASL desenvolveram lesões hepáticas subsequentes presumidas ou confirmadas como ASL, sugerindo também que esses biomarcadores podem ter valor preditivo para a ocorrência subsequente de câncer.
No entanto, em qualquer nível de exposição ao CV, alguns trabalhadores não terão nenhum, um ou ambos os biomarcadores mutantes. Uma possível explicação para esta variabilidade interindividual são as diferenças genéticas nas proteínas que metabolizam o CV ou reparam os danos no DNA que ele produz. Por exemplo, na coorte de trabalhadores franceses de CV acima mencionada, identificamos o alelo CYP2E1 c2 como um contribuidor significativo para a variabilidade genética no metabolismo de CV, uma vez que está estatisticamente associado de forma significativa a uma ocorrência aumentada de um ou de ambos os mutantes ras -p21 e biomarcadores p53 mutantes, mesmo após o controle de possíveis fatores de confusão, incluindo exposição cumulativa ao CV, e a interação gene-ambiente entre o polimorfismo e a exposição ao CV foi aproximadamente aditiva. [ 33 , 40 ] Estudos em outras populações de trabalhadores com CV encontraram efeitos semelhantes do polimorfismo CYP2E1 nesses biomarcadores, bem como em outros biomarcadores de danos ao DNA, como micronúcleos e trocas de cromátides irmãs ou danos hepáticos inespecíficos.[ 41-52 ] Isso é consistente com resultados experimentais recentes de estudos de linfoblastos de indivíduos de diferentes genótipos expostos in vitro para o CV. Descobriu-se que células com o genótipo c2c2 CYP2E1 têm expressão gênica aproximadamente 2,5 vezes maior do que aquelas com o genótipo c1c1 de tipo selvagem [Figura 2], o que resultou em um aumento aproximado de 2,1 vezes na geração de adutos de eteno-DNA nas células polimórficas em comparação com as células normais no mesmo nível de exposição ao CV [tabela 1]. Outros polimorfismos na via metabólica do CV de Fase II, incluindo ALDH2, GSTM1 e GSTT1, também foram implicados na modulação de danos ao DNA induzidos por CV em algumas, mas não em todas as populações de trabalhadores VC.[ 33 , 40 – 47 , 50 – 54]
PCR quantitativa da expressão de CYP2E1 em linfoblastos de indivíduos com genótipos c1c1 e c2c2
tabela 1
Níveis de aduto de eteno-DNA no DNA de linfoblastos após tratamento com CV com e sem agrião
Como observado, outra fonte potencial de variabilidade interindividual na suscetibilidade à mutagênese induzida por CV poderia derivar de diferenças genéticas nas vias de reparo do DNA para BER e NER. Como descrito acima, seria de esperar que os aductos εA e εC induzidos por CV fossem reparados pela via BER, na qual a proteína XRCC1 desempenha o papel principal de coordenação da actividade da maquinaria de reparação. Sabe-se que XRCC1 contém três sítios polimórficos comuns que podem ter um efeito na estrutura e função de XRCC1 porque ocorrem em ou perto de domínios proteicos importantes.[ 55 ] Por exemplo, o polimorfismo no resíduo de aminoácido 194, que resulta no a substituição de um triptofano pela arginina normal ocorre no domínio N-terminal XRCC1 dos resíduos de aminoácidos 1-195 que foi observado mediar sua interação com o domínio palma-polegar de Polβ.[ 56 ] Um segundo polimorfismo no aminoácido o resíduo 280, que resulta na substituição da arginina normal por uma histidina, ocorre na região entre o domínio N-terminal e o domínio BRCT1 da proteína e próximo ao local do sinal de localização nuclear e, portanto, pode afetar a relação entre estes dois domínios críticos e/ou a capacidade de localização da proteína.[ 57 ] O terceiro e mais comum polimorfismo em XRCC1 ocorre no resíduo de aminoácido 399, resultando na substituição de uma glutamina pela arginina normal, dentro do domínio BRCT1 central altamente conservado do aminoácido resíduos 315-403, que tem sido associado ao funcionamento de PARP1, PARP2 e APE1.[ 58 ] Na coorte de trabalhadores franceses de CV acima mencionada, conseguimos identificar o efeito desses polimorfismos de XRCC1 na ocorrência do biomarcador mutante p53, mas não o biomarcador ras – p21 mutante, mesmo depois de controlar possíveis fatores de confusão, incluindo exposição cumulativa ao CV. O biomarcador é reparado pelo BER, mas os adutos εG que resultam no biomarcador ras –p21 mutante não são, portanto, alterações no XRCC1 podem afetar o primeiro, mas não devem afetar o último. Entre estes três polimorfismos de XRCC1, no entanto, o efeito mais significativo no biomarcador p53 mutante foi atribuível ao polimorfismo do resíduo 399. Neste caso, os indivíduos que eram variante homozigótica Gln-Gln em 399 tiveram um risco estatisticamente significativo de 1,9 vezes de ocorrência do biomarcador p53 mutante em comparação com indivíduos homozigotos Arg-Arg do tipo selvagem, mesmo após controlar possíveis fatores de confusão, incluindo exposição cumulativa ao CV , e a interação gene-ambiente entre o polimorfismo e a exposição ao CV pareceu ser potencialmente supramultiplicativa.[ 61] Estudos em outras populações de trabalhadores CV encontraram efeitos semelhantes dos polimorfismos XRCC1, particularmente o polimorfismo 399, no biomarcador p53 mutante, bem como outros biomarcadores de danos ao DNA.[ 43 , 48 , 51 , 62 ] Isso é consistente com vários resultados experimentais. Por exemplo, a modelagem molecular dos domínios BRCT1 das formas normal e polimórfica de XRCC1 demonstra que a substituição 399 produz alterações conformacionais significativas neste domínio, incluindo a perda de características estruturais secundárias, como hélices α, que podem ser críticas para mediar proteínas- interações proteicas que permitiriam que o XRCC1 coordenasse o BER. [ 63 ] Além disso, estudos de linfoblastos de indivíduos de diferentes genótipos expostos in vitro aos metabólitos reativos do CV mostraram que as células com o genótipo Gln-Gln da variante homozigótica XRCC1 399 tiveram uma diminuição aproximada de quatro vezes, na eficiência de reparo de adutos de DNA εA em comparação com células com o genótipo Arg-Arg de tipo selvagem homozigoto [mesa 2],[ 60 , 64 ] resultando em um aumento aproximado de 1,8 vezes na frequência de mutação nas células polimórficas, conforme medido pelo ensaio HPRT.
mesa 2
Níveis de aduto de eteno-DNA no DNA de linfoblastos após tratamento com intermediários e reparo reativos ao CV
Como discutido acima, os adutos de DNA εG não parecem ser bem reparados por BER e os polimorfismos em XRCC1 não parecem afetar a ocorrência do biomarcador mutante ras –p21 que resulta dos adutos εG em trabalhadores expostos ao CV, portanto, outros reparos de DNA caminhos podem estar envolvidos. NER é outra importante via de reparo do DNA que é criticamente dependente da proteína XPD, que também contém pelo menos dois sítios polimórficos comuns, nomeadamente nos resíduos de aminoácidos 312 (Asp-> Asn) e 751 (Lys-> Gln). [ 65 ] Supõe-se que o sítio 751 seja particularmente importante para a função XPD, uma vez que ocorre no domínio C-terminal da proteína que foi sugerido interagir com a proteína ativadora da helicase p44 do complexo TFIIH;[ 66 ] também, foi demonstrado que uma mutação XPD que resulta na perda dos 17 aminoácidos C-terminais finais, incluindo o resíduo 751, resulta no fenótipo da doença clínica da tricotiodistrofia.[ 67 ] Na coorte de trabalhadores franceses acima mencionada, conseguimos para identificar o efeito desses polimorfismos XPD na ocorrência de ambos os biomarcadores mutantes, embora o efeito mais marcante e estatisticamente significativo tenha sido no biomarcador mutante ras -p21.[ 61 ] Neste caso, indivíduos que eram variantes homozigóticas no resíduo 312 ou 751 teve um risco aumentado estatisticamente significativo de 2,6-3,0 vezes de ocorrência do biomarcador ras –p21 mutante em comparação com indivíduos homozigotos do tipo selvagem, mesmo após controlar possíveis fatores de confusão, incluindo exposição cumulativa de CV. Além disso, no caso do polimorfismo do resíduo 751, a interação gene-ambiente entre o polimorfismo e a exposição ao CV, bem como a interação gene-gene entre os polimorfismos XPD e CYP2E1, pareceu ser potencialmente multiplicativa.[ 61 ] Mais uma vez, estudos em outras populações de trabalhadores com CV encontraram efeitos semelhantes dos polimorfismos XPD em outros biomarcadores de danos no DNA.[ 48 ] Isto também é consistente com vários resultados experimentais. Por exemplo, a modelagem molecular das formas normais e polimórficas de XPD demonstra que estas substituições produzem alterações conformacionais discretas na proteína que podem afetar a sua função [Figura 3]. [ 68 ] Além disso, estudos de linfoblastos de indivíduos de diferentes genótipos expostos in vitro aos metabólitos reativos de CV mostraram que células com o genótipo Gln-Gln da variante homozigótica XPD 751 tiveram uma diminuição aproximada de cinco vezes na eficiência de reparo de adutos de DNA εG. em comparação com células com o genótipo Lys-Lys de tipo selvagem homozigoto [Tabela 3]. Com base em estudos de espectro mutacional em linhagens celulares humanas expostas a CAA,[ 69 ] o aumento resultante nos adutos de DNA εG resultaria especialmente em um aumento nas transições G->A consistente com aquelas encontradas nos tumores de trabalhadores expostos ao CV, como observado acima.
Superposição das estruturas principais das formas selvagem (amarela) e polimórfica (vermelha) da proteína XPD a partir da modelagem de dinâmica molecular
Tabela 3
Níveis de aduto de eteno-DNA no DNA de linfoblastos após tratamento com intermediários reativos ao CV e reparo
A BASE MOLECULAR PARA PREVENÇÃO E TRATAMENTO DA CARCINOGÊNESE DE CLORETO DE VINIL
Uma compreensão completa da biologia molecular e da epidemiologia molecular da carcinogênese dp CV pode fornecer a base para novas abordagens moleculares para a prevenção e tratamento de cânceres induzidos por ele.
Por exemplo, os resultados da epidemiologia molecular dos biomarcadores mutantes poderiam ser utilizados para melhorar a prevenção primária de cancros induzidos por CV, refinando a avaliação de risco que é utilizada como base para determinar limites de exposição aceitáveis e seguros admissíveis para CV. Desde 1974, o limite de exposição permitido para trabalhadores expostos ao CV tem sido de 1 ppm, como uma média ponderada no tempo de 8 horas, com base em extrapolações de experiências com animais.[ 1 ] Isto seria o equivalente a uma dose cumulativa máxima de 40 ppm- anos ao longo de uma vida útil de 40 anos. Infelizmente, como observado acima, encontramos ocorrências aumentadas de forma estatisticamente significativa de biomarcadores mutantes induzidos por CV, mesmo em trabalhadores expostos apenas abaixo do limite de exposição permitido de 1 ppm (ou seja, com exposições cumulativas de CV inferiores a 40 ppm-anos).[ 30 , 31 ] Isto pode sugerir que o atual limite de exposição permitido não protege adequadamente contra efeitos cancerígenos. No entanto, coortes de trabalhadores expostos a menos de 40 ppm-anos de exposição cumulativa a CV podem ser estratificados em dois subgrupos. Descobriu-se que os trabalhadores com 10-40 ppm-anos de exposição cumulativa têm uma ocorrência estatisticamente significativamente aumentada de biomarcadores mutantes a uma taxa que na verdade não é estatisticamente diferente dos trabalhadores com mais de 40 ppm-anos de exposição cumulativa ao CV, enquanto os trabalhadores com menos de 10 ppm-anos de exposição cumulativa não tiveram uma ocorrência estatisticamente significativamente aumentada de biomarcadores mutantes em comparação com controles não expostos.[ 31 ] Assim, uma avaliação de risco baseada em biomarcadores pode sugerir um limite de exposição permitido de 0,25 ppm como sendo mais protetivo adequadamente a saúde dos trabalhadores, prevenindo a ocorrência destas mutações relacionadas com o câncer.
Em trabalhadores individuais que já estão expostos a níveis mais elevados de CV, podem existir vias adicionais para a prevenção secundária e o tratamento da doença induzida por CV. Por exemplo, uma abordagem à prevenção secundária poderia basear-se na “prevenção personalizada” derivada do conhecimento da susceptibilidade de cada trabalhador a fatores genéticos e outros. Conforme observado acima, o nível de atividade do CYP2E1 no metabolismo de Fase I do CV pode ter um impacto significativo na quantidade de danos ao DNA produzidos em qualquer nível de exposição a ele. Muitos fatores individuais diferentes podem afetar o nível de expressão e, portanto, o nível de atividade do CYP2E1, incluindo genética (por exemplo, o alelo c2), consumo de álcool, dieta (por exemplo, vegetais crucíferos) e medicamentos (por exemplo, isoniazida).[ 70 , 71 ] Embora a maioria desses fatores aumente a expressão e a atividade do CYP2E1, certos vegetais atuam diminuindo sua atividade. Por exemplo, foi demonstrado em estudos clínicos controlados em humanos que a ingestão de pequenas quantidades de agrião ( Rorippa nasturtium-aquaticum ) pode efetivamente inibir a atividade metabólica do CYP2E1.[ 72 ] Um mecanismo proposto para este efeito é devido ao fato de que o agrião é uma rica fonte de glucosinolatos, incluindo gluconasturtiína, que é metabolizada pela microflora intestinal em feniletilisotiocianato, um conhecido inibidor do CYP2E1. Estudos de cultura celular sugeriram um efeito anticarcinogênico da exposição ao isotiocianato, e alguns estudos dietéticos em animais e humanos associaram o aumento do consumo de isotiocianato à diminuição do risco de câncer.[ 73 ] Mais significativamente, um recente ensaio clínico randomizado, cruzado e controlado de agrião em baixas doses por um período limitado de tempo demonstrou diminuir estatisticamente significativamente os pontos finais de danos brutos ao DNA (conforme medido em linfócitos periféricos pelo ensaio Comet) em 17%, com o efeito sendo maior naqueles indivíduos com exposição a carcinógeno exógeno (ou seja, cigarro de fumantes).[ 74 ] Esses resultados sugerem que o agrião pode ser uma intervenção nutrigenômica potencial para combater os efeitos toxicogenômicos da interação gene-ambiente VC-CYP2E1, inibindo a atividade do CYP2E1 em qualquer nível de exposição ao CV e status do CYP2E1 ( isto é, determinado geneticamente ou induzido pessoalmente) para diminuir a formação de intermediários reativos responsáveis pela produção dos adutos de DNA que causam as mutações carcinogênicas em indivíduos expostos ao CV. Isto é consistente com resultados experimentais preliminares. Estudos de linfoblastos de indivíduos de diferentes genótipos de CYP2E1 expostos in vitro para CV mostrou que a adição de agrião foi capaz de reduzir o dano ao DNA, conforme medido pelo aumento do nível de adutos de eteno-DNA próximo à linha de base, tanto em indivíduos homozigotos do tipo selvagem quanto em homozigotos variantes, embora fosse necessário mais agrião para alcançar esse efeito neste último caso, como seria de esperar com base nos resultados epidemiológicos e de expressão genética observados acima [tabela 1]. Embora muito menos se saiba atualmente sobre métodos para alterar a actividade de reparação do ADN, podem ser possíveis abordagens semelhantes à prevenção secundária baseadas no aumento da reparação do DNA; por exemplo, um estudo recente em ratos sugeriu que a administração de selenocistina não protegeu contra danos imediatos ao DNA após exposição à radiação ionizante, mas foi, no entanto, protetora porque aumentou a taxa de reparação dos danos induzidos no DNA.[ 75 ]
Para indivíduos expostos a CV que já experimentaram as mutações induzidas por ele, podem ser empregadas diferentes abordagens molecularmente direcionadas para prevenção e tratamento. Por exemplo, agora é possível restaurar a regulação apoptótica do mutante p53. Foi demonstrado que um análogo de peptídeo sintético para uma região de controle de p53 faz com que o p53 mutante reverta à função normal, restabelecendo sua capacidade de causar morte celular em células cancerosas e células pré-cancerosas que contêm uma mutação p53 tanto em cultura celular quanto em modelos animais. [ 76 , 77 ] Este peptídeo também demonstrou matar efetivamente células p53 HAEND mutantes em cultura que são derivadas de um angiossarcoma em um trabalhador exposto ao CV. Assim, esta abordagem poderia ser potencialmente usada como quimioterapia para trabalhadores expostos a ele que têm ASLs com mutações p53, bem como quimioprofilaxia para trabalhadores expostos ao CV que ainda não têm ASLs, mas estão em alto risco de desenvolver ASLs no futuro devido à sua aumento da suscetibilidade, conforme evidenciado pelo aumento da taxa de biomarcadores p53 mutantes. Abordagens semelhantes podem ser aplicadas para células com mutações K-ras. Por exemplo, o composto L-β-(5-hidroxi-2-piridil) alanina pode causar reversão permanente de linhagens celulares de câncer humano com mutações K- ras, incluindo aquelas que contêm a mutação Asp 13 induzida por CV, para um padrão celular normal, fenótipo que não crescerá mais em ágar mole e não produzirá mais tumores em camundongos nus. [ 4 , 78 ] Mais uma vez, tal abordagem poderia ser potencialmente usada como quimioterapia para trabalhadores expostos ao CV que têm ASLs com mutações K- ras como bem como quimioprofilaxia para trabalhadores expostos a ele que ainda não têm ASLs, mas estão em alto risco de desenvolver ASLs no futuro devido à sua maior suscetibilidade, conforme evidenciado pelo aumento da taxa de biomarcadores mutantes ras -p21. O sucesso destas abordagens poderia ser monitorizado eficazmente seguindo estes mesmos biomarcadores mutantes.
CONCLUSÃO
O CV fornece um modelo instrutivo para o estudo da carcinogênese na indústria de plásticos. Uma compreensão detalhada da biologia molecular da carcinogênese do CV, bem como forneceu novas formas de estudar a epidemiologia molecular da carcinogênese do CV em humanos expostos, que por sua vez forneceram a base para novas abordagens para a prevenção e tratamento do câncer relacionado a ele. Este modelo também poderia ter implicações muito mais amplas; uma vez que outras exposições potencialmente cancerígenas na indústria de plásticos e em outros lugares compartilham algumas das mesmas vias biológicas moleculares de metabolismo e reparo como biomarcadores epidemiológicos moleculares semelhantes do CV poderiam ser úteis para monitorar seu processo carcinogênico, e uma vez que muitos tipos diferentes de cânceres humanos comuns contêm ou ambas as mutações p53 e K- ras , abordagens molecularmente direcionadas semelhantes à quimioterapia e quimioprofilaxia poderiam ter ampla aplicabilidade.
PERFIL DO AUTOR
Dr. Paul Wesley Brandt-Rauf, Gabinete do Reitor, Escola de Saúde Pública da Universidade de Illinois em Chicago 1603 West Taylor Street, Sala 1145 Chicago, IL
Yongliang Li, Divisão de Ciências Ambientais e de Saúde Ocupacional, Escola de Saúde Pública, Universidade de Illinois em Chicago, Chicago, IL 60612
Dr. Changmin Long, Divisão de Ciências Ambientais e de Saúde Ocupacional, Escola de Saúde Pública, Universidade de Illinois em Chicago, Chicago, IL
Dr. Gopala Kovvali, Departamento de Genética, Rutgers University Piscataway, NJ
Dra. Marie-Jeanne Marion, U871 INSERM Lyon França
Dra. Regina Monaco, Divisão de Ciências Ambientais e de Saúde Ocupacional, Escola de Saúde Pública, Universidade de Illinois em Chicago, Chicago, IL
AGRADECIMENTOS
Este trabalho foi apoiado em parte por doações ao PWB-R do NIOSH, R01-OH04192 e R01-OH07590.
Notas de rodapé
Fonte de apoio: NIOSH concede R01-OH04192 e R01-OH07590
Conflito de interesses: Nenhum declarado.
Referências
Consultar o link original do trabalho: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3327051/
Tradução livre, parcial, de Luiz Jacques Saldanha, abril de 2024.
