genoma

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8003 (2023) Citar este artigo

1221 acessos

Detalhes das métricas

Nas últimas décadas, os efeitos nocivos dos contaminantes ambientais na saúde humana tornaram-se uma séria preocupação pública. Pesticidas organofosforados (OP) são amplamente utilizados na agricultura, e os impactos negativos do OP e seus metabólitos na saúde humana foram demonstrados. Nossa hipótese é que a exposição a OPs durante a gravidez pode impor efeitos prejudiciais ao feto, afetando vários processos. Analisamos as respostas epigenéticas específicas do sexo nas amostras de placenta obtidas da coorte PELAGIE mãe-filho. Testamos o comprimento dos telômeros e o número de cópias mitocondriais usando DNA genômico. Analisamos H3K4me3 usando imunoprecipitação de cromatina seguida de qPCR (ChIP‒qPCR) e sequenciamento de alto rendimento (ChIP-seq). O estudo humano foi confirmado com análise de tecido de placenta de camundongo. Nosso estudo revelou uma maior suscetibilidade das placentas masculinas à exposição ao OP. Especificamente, observamos o encurtamento do comprimento dos telômeros e um aumento nos níveis de γH2AX, um marcador de dano ao DNA. Detectamos menor ocupação da histona H3K9me3 nos telômeros em placentas masculinas expostas ao dietilfosfato (DE) do que em placentas não expostas. Encontramos um aumento na ocupação de H3K4me3 nos promotores do receptor alfa do hormônio tireoidiano (THRA), 8-oxoguanina DNA glicosilase (OGG1) e fator de crescimento semelhante à insulina (IGF2) em placentas femininas expostas ao DE. A ocupação de H3K4me3 no PPARG foi aumentada em placentas masculinas e femininas expostas ao dimetilfosfato (DM). O sequenciamento do genoma de amostras selecionadas revelou diferenças específicas de sexo induzidas pela exposição ao DE. Especificamente, encontramos alterações em H3K4me3 em genes relacionados ao sistema imunológico em amostras de placenta feminina. Em placentas masculinas expostas ao DE, foi observada uma diminuição na ocupação de H3K4me3 em genes relacionados ao desenvolvimento, colágeno e angiogênese. Finalmente, observamos um alto número de sítios de ligação de NANOG e PRDM6 em regiões com ocupação alterada de histonas, sugerindo que os efeitos foram possivelmente mediados por esses fatores. Nossos dados sugerem que a exposição in utero a metabólitos de organofosforados afeta o desenvolvimento normal da placenta e pode impactar o final da infância.

Um crescente corpo de evidências indica que a exposição a fatores ambientais pode ter consequências profundas na saúde humana. Os efeitos mais prejudiciais ocorrem durante a exposição embrionária devido à reprogramação epigenética global, altas taxas de proliferação e eventos de organogênese. De acordo com a teoria da Origem do Desenvolvimento das Doenças Humanas (DOHAD), formulada por David Barker, as condições ambientais vivenciadas nas primeiras fases do desenvolvimento podem ter efeitos de longo prazo nas fases posteriores da vida1. Esse fenômeno está ligado à plasticidade biológica do desenvolvimento, que permite uma fácil reprogramação das funções fisiológicas em resposta a diferentes estímulos. Consequentemente, a exposição in utero a poluentes ambientais pode aumentar a predisposição a diferentes patologias que podem ocorrer tanto nas fases iniciais quanto nas fases posteriores da vida.

Neste estudo, analisamos os efeitos dos metabólitos de pesticidas organofosforados (OP) na placenta humana no âmbito da Human Biomonitoring for Europe Initiative (HBM4EU) para revelar novos biomarcadores de exposição a pesticidas organofosforados. Os produtos gerais da desintoxicação do OP são dialquil fosfatos (DAPs), como dietilfosfato (DE) e dimetilfosfato (DM), e esses metabólitos são normalmente detectados na urina por espectrometria de massa2. Estudos demonstraram que a exposição aos OPs pode prejudicar as funções mitocondriais devido à indução do estresse oxidativo3. OPs podem induzir cânceres relacionados a hormônios4 e podem afetar o desenvolvimento do sistema nervoso5. Em crianças, a exposição intrauterina a OPs mostrou estar associada a uma ampla gama de patologias do desenvolvimento, como disfunções cognitivas e QI mais baixo em meninos6 e déficits no Índice de Memória de Trabalho7. As consequências da exposição precoce a substâncias tóxicas podem ser estudadas por meio da análise de certos biomarcadores em amostras biológicas humanas não invasivas, como sangue de cordão umbilical e placenta. A placenta é um órgão transitório que serve como plataforma de troca entre a circulação fetal e materna e está disponível em grandes quantidades. A placenta se desenvolve a partir do trofectoderma (TE) aproximadamente 5 dias após a fertilização, o que corresponde ao estágio de blastocisto no embrião pré-implantação. Após a implantação, as células trofoblásticas começam a invadir o útero com remodelação vascular dos vasos sanguíneos da mãe. Defeitos na diferenciação das células do trofoblasto podem induzir complicações relacionadas à gravidez, como pré-eclâmpsia, e podem causar baixo peso ao nascer em bebês8.