Um novo estudo do MIT sugere que os produtos químicos causadores de cancro encontrados na água potável contaminada por determinados produtos farmacêuticos e atividades industriais podem representar um risco muito maior para as crianças do que para os adultos.
Em experiências com ratos, os investigadores descobriram que animais jovens expostos à água contendo o composto, chamado NDMA, desenvolveram mais danos no ADN e cancro do que ratos mais velhos expostos à mesma exposição.
Estes resultados podem ajudar a esclarecer descobertas anteriores que ligam a exposição pré-natal à NDMA a taxas mais elevadas de cancro infantil em pessoas que vivem perto de locais contaminados em Wilmington, Massachusetts. O estudo também destaca a importância de estudar como os potenciais carcinógenos afetam as pessoas em diferentes fases da vida.
“Realmente esperamos que os grupos que realizam testes de segurança mudem o seu paradigma e comecem a olhar para os animais jovens, para que possamos detectar potenciais agentes cancerígenos antes que as pessoas sejam expostas a eles”, disse Bevin Engelward, professor de bioengenharia no MIT. “A prevenção do cancro é obviamente muito melhor como solução para o cancro do que o tratamento do cancro, por isso queremos ser capazes de detectar riscos antes que as pessoas sejam expostas a produtos químicos perigosos.”
Lindsay Volk, pós-doutoranda no MIT, é a principal autora do estudo, publicado em comunicações da natureza. Engelwald é o autor sênior.
Exposição NDMA em Água, Drogas e Alimentos
NDMA (N-nitrosodimetilamina) é um subproduto de vários processos industriais. Também é encontrado na fumaça do cigarro e em carnes processadas. Nos últimos anos, foi detectado em certos medicamentos valsartana, ranitidina e metformina. Na década de 1990, o NDMA também foi encontrado na água potável em Wilmington, Massachusetts, devido à contaminação da Fábrica Química de Olin.
Um relatório de 2021 do Departamento de Saúde de Massachusetts mostrou uma ligação entre esta contaminação e um aumento de casos de cancro infantil na região. Entre 1990 e 2000, 22 crianças em Wilmington foram diagnosticadas com câncer. Os poços afetados foram fechados em 2003.
Nesse mesmo ano, Engelward e colegas publicaram uma investigação explicando como o NDMA causa cancro a nível molecular. Neste último estudo, a equipa trabalhou para 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 cancerígenos baseia-se em ratos adultos, geralmente com pelo menos 4 a 6 semanas de idade. No estudo, os pesquisadores compararam dois grupos: ratos juvenis com 3 semanas de idade e ratos adultos com 6 meses de idade. Ambos os grupos beberam água com níveis mais baixos de NDMA (cerca de 5 partes por milhão) durante duas semanas.
Uma vez dentro do corpo, o NDMA é processado por uma enzima hepática chamada CYP2E1. Este processo produz subprodutos prejudiciais, anexando pequenas unidades químicas chamadas grupos metil ao DNA. Essas alterações formam lesões chamadas adutos.
Quando os cientistas examinaram o tecido do fígado, encontraram níveis semelhantes destes aductos iniciais de ADN em ratos jovens e adultos. A diferença aparece nas respostas subsequentes das células. Em camundongos jovens, esse dano leva ao acúmulo de quebras de DNA de fita dupla, que ocorre quando as células tentam reparar os adutos. Essas quebras podem introduzir mutações que levam ao câncer de fígado.
Em comparação, os ratos adultos apresentam poucas quebras na cadeia dupla e muito menos mutações. Eles também não tinham doenças graves ou tumores no fígado, apesar dos níveis iniciais semelhantes de danos no DNA.
“As mudanças estruturais iniciais no DNA têm consequências muito diferentes dependendo da idade”, disse Engelward. “Quebras de fita dupla foram observadas apenas em adultos jovens”.
O rápido crescimento celular aumenta o risco em adolescentes
Uma análise mais aprofundada revelou que o factor chave por detrás desta diferença é a velocidade a que as células se dividem. Nos fígados jovens, as células crescem e dividem-se ativamente, o que aumenta a probabilidade de os danos no ADN se transformarem 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 a questão geral que estávamos tentando destacar no artigo”, disse Volk. “O padrão para estudos toxicológicos geralmente é usar camundongos totalmente adultos. A essa altura, eles já desaceleraram a divisão celular, por isso, se testarmos os efeitos nocivos do NDMA em camundongos adultos, estaremos ignorando completamente o quão vulnerável é um determinado grupo, como os animais jovens.”
Embora o fígado tenha mostrado os efeitos mais fortes, um pequeno número de ratos também desenvolveu outros tipos de câncer, incluindo câncer de pulmão e linfoma.
O risco em adultos depende da saúde e da atividade celular
Para observar mais facilmente as mutações, muitos experimentos usam camundongos sem dois sistemas essenciais de reparo de DNA. Esta abordagem acelera o desenvolvimento de mutações e reduz o número de animais necessários para estudos.
No entanto, mesmo em ratos com reparação normal do ADN, os animais jovens ainda apresentam quebras de cadeia dupla induzidas por NDMA, rápida regeneração celular e mutações extensas não observadas em animais adultos. Isso acontece porque as células que se dividem rapidamente encontram danos no DNA mais rapidamente do que podem ser reparados.
Os pesquisadores também descobriram que o aumento da divisão celular em ratos adultos alterou os resultados. Quando os adultos foram tratados com hormônio tireoidiano, que estimula o crescimento das células do fígado, suas células começaram a acumular mutações a uma taxa semelhante à dos adolescentes. Pesquisas anteriores do laboratório de Engelward mostraram que a inflamação também pode promover a divisão celular, sugerindo que as condições que sobrecarregam o fígado podem aumentar a vulnerabilidade do NDMA.
“Certamente não queremos dizer que os adultos são completamente resistentes ao NDMA”, disse Volk. “Tudo afeta sua suscetibilidade a agentes cancerígenos, seja sua genética, idade, dieta, etc. Em adultos, se eles tiverem uma infecção viral, uma dieta rica em gordura ou abuso crônico de álcool, isso pode afetar a proliferação no fígado e torná-los suscetíveis ao NDMA”.
A equipe está atualmente estudando como uma dieta rica em gordura afeta o risco de câncer em animais expostos ao NDMA.
A pesquisa envolveu vários laboratórios do MIT e foi financiada pelo Programa de Pesquisa Superfund do Instituto Nacional de Ciências Ambientais e da Saúde (NIEHS), um NIEHS Core Center Grant, um NIH Training Grant e o Climate Action Anonymous Fund.
