Um produto químico cancerígeno encontrado em alguns medicamentos e na água potável contaminada pela actividade industrial pode representar um risco muito maior para as crianças do que para os adultos, sugere um novo estudo do MIT.
Em experiências com ratos, os investigadores descobriram que animais jovens expostos a água contendo este composto, chamado NDMA, desenvolveram significativamente mais danos no ADN e cancro do que ratos mais velhos com a mesma exposição.
Estes resultados podem ajudar a explicar descobertas anteriores que ligavam a exposição pré-natal à NDMA a taxas mais elevadas de cancro infantil entre pessoas que viviam perto de um local contaminado em Wilmington, Massachusetts. O estudo também destaca a importância de estudar como os potenciais carcinógenos afetam as pessoas em diferentes fases da vida.
“Esperamos realmente que os grupos de testes de segurança mudem o seu paradigma e comecem a olhar para os animais jovens, para que possamos detectar potenciais agentes cancerígenos antes que os humanos sejam expostos a eles”, diz Bevin Engelward, professor de engenharia biológica no MIT. “É evidente que a prevenção do cancro é muito melhor do que o tratamento do cancro, porque esperamos ser capazes de detectar produtos químicos perigosos antes que as pessoas sejam expostas a eles e, assim, prevenir um maior risco de cancro.”
A pós-doutora do MIT, Lindsay Wolk, é a autora principal do estudo, que aparece em Comunicações da natureza. Engelward é o autor sênior.
Exposição ao NDMA por água, medicamentos e alimentos
O NDMA (N-Nitrosodimetilamina) é formado como subproduto de vários processos industriais. Também está presente na fumaça do cigarro e nas carnes processadas. Nos últimos anos, foi encontrado em algumas variantes dos medicamentos valsartana, ranitidina e metformina. Na década de 1990, o NDMA também foi encontrado na água potável em Wilmington, Massachusetts, devido à contaminação da instalação da Olin Chemical.
Um relatório de 2021 do Departamento de Saúde Pública de Massachusetts sugeriu uma ligação entre esta poluição e o maior número de cancros infantis na área. Entre 1990 e 2000, 22 crianças em Wilmington foram diagnosticadas com câncer. Os poços afetados foram fechados em 2003.
Nesse mesmo ano, Engelward e os seus colegas publicaram uma investigação explicando como o NDMA pode causar cancro a nível molecular. Neste último trabalho, a equipa concentrou-se em compreender porque é que os jovens parecem ser mais vulneráveis do que os adultos.
Como o NDMA danifica o DNA e causa câncer
A maioria dos estudos de carcinogenicidade são realizados em ratos adultos, geralmente entre 4 e 6 semanas de idade. Neste estudo, os cientistas compararam dois grupos: ratos jovens com 3 semanas de idade e ratos adultos com 6 meses de idade. Ambos os grupos beberam água com baixos níveis de NDMA, cerca de cinco partes por milhão, durante duas semanas.
Uma vez no corpo, o NDMA é processado pela enzima hepática CYP2E1. Este processo cria subprodutos prejudiciais que ligam ao DNA pequenas unidades químicas conhecidas como grupos metil. Essas alterações formam lesões chamadas adutos.
Quando os cientistas examinaram o tecido do fígado, descobriram que tanto os ratos jovens como os adultos desenvolveram níveis semelhantes destes aductos iniciais de ADN. A diferença estava em como as células reagiram depois. Em ratos jovens, o dano levou a um acúmulo de quebras na fita dupla do DNA, que ocorrem quando as células tentam reparar os adutos. Essas quebras podem causar mutações que eventualmente levam ao câncer de fígado.
Em contraste, os ratos adultos quase não tiveram quebras na cadeia dupla e muito menos mutações. Seus fígados também não apresentavam doenças ou tumores graves, apesar do mesmo nível de dano inicial ao DNA.
“As mudanças estruturais iniciais no DNA tiveram consequências muito diferentes dependendo da idade”, diz Engelward. “Quebras de fita dupla foram observadas exclusivamente em jovens”.
O rápido crescimento celular aumenta o risco em uma idade jovem
Uma análise mais aprofundada revelou que o factor chave por detrás desta diferença é a taxa de divisão celular. Num fígado jovem, as células crescem e dividem-se ativamente, tornando mais provável que os danos no ADN se transformem em mutações permanentes. As células hepáticas adultas dividem-se com muito menos frequência, dando-lhes mais tempo para reparar os danos antes que se tornem prejudiciais.
“Isso realmente destaca o problema geral que estamos tentando destacar no artigo”, diz Volk. “Para estudos toxicológicos, o padrão é muitas vezes usar camundongos adultos. Neste ponto, eles já estão retardando a divisão celular, por isso, quando testamos os efeitos nocivos do NDMA em camundongos adultos, ignoramos completamente o quão vulneráveis são certos grupos, como os animais jovens.”
Embora o fígado tenha mostrado o efeito mais forte, um pequeno número de ratos também desenvolveu outros tipos de cancro, incluindo cancro do pulmão e linfoma.
O risco para adultos depende do estado de saúde e da atividade celular
Para facilitar a observação de mutações, muitos experimentos usaram camundongos sem dois sistemas essenciais de reparo de DNA. Esta abordagem acelera a formação de mutações e reduz o número de animais necessários para o estudo.
No entanto, mesmo em ratos com reparação normal do ADN, os animais jovens ainda exibiam quebras de cadeia dupla induzidas por NDMA, rápido crescimento celular e mutações extensas não observadas em adultos. Isso ocorre porque as células que se dividem rapidamente danificam o DNA mais rapidamente do que ele pode ser reparado.
Os pesquisadores também descobriram que o aumento da divisão celular em ratos adultos alterou o resultado. Quando os adultos foram tratados com hormona da tiróide, que estimula o crescimento das células do fígado, as suas células começaram a acumular mutações a uma taxa semelhante à observada em adultos jovens. Trabalhos anteriores do laboratório de Engelward mostraram que a inflamação também pode aumentar a divisão celular, sugerindo que as condições que sobrecarregam o fígado podem aumentar a vulnerabilidade ao NDMA.
“Certamente não queremos dizer que os adultos sejam completamente resistentes ao NDMA”, diz Volk. “Tudo afecta a sua susceptibilidade a um agente cancerígeno, quer seja a sua genética, a sua idade, a sua dieta, e assim por diante. Em adultos, se tiverem uma infecção viral, ou uma dieta rica em gordura, ou consumo excessivo crónico de álcool, isto pode afectar a distribuição do fígado e potencialmente torná-los susceptíveis à NDMA.”
A equipa está agora a estudar como uma dieta rica em gordura pode afectar o risco de cancro em animais expostos ao NDMA.
Esta pesquisa envolveu vários laboratórios do MIT e recebeu financiamento do Instituto Nacional de Ciências Ambientais e da Saúde (NIEHS), um programa de pesquisa Superfund, uma subvenção do NIEHS Core Center, uma subvenção do National Institutes of Health e do Climate Action Fund Anonymous.
