Um novo estudo do MIT indica que um produto químico causador de cancro encontrado em alguns medicamentos e na água potável contaminada pela actividade industrial pode representar um risco maior para as crianças do que para os adultos.
Em experiências com ratos, os investigadores descobriram que animais jovens expostos a água contendo este composto, chamado NDMA, desenvolveram muito mais danos no ADN e cancro do que ratos mais velhos que receberam a mesma exposição.
Estas descobertas podem ajudar a esclarecer descobertas anteriores que ligam a exposição pré-natal à NDMA com taxas mais elevadas de cancro infantil entre pessoas que vivem perto de um local contaminado em Wilmington, Massachusetts. A pesquisa também destaca a importância de estudar como os potenciais agentes cancerígenos afetam as pessoas em diferentes fases da vida.
“Realmente esperamos que os grupos que testam a segurança mudem o seu paradigma e comecem a olhar para os animais jovens, para que possamos detectar potenciais agentes cancerígenos antes que entrem em contacto com os humanos”, disse Bevin Engelward, professor de engenharia biológica do MIT. “Como solução para o cancro, a prevenção do cancro é claramente muito melhor do que o tratamento do cancro, por isso esperamos poder detectar produtos químicos perigosos antes que as pessoas sejam expostas a eles e, portanto, prevenir o risco de cancro em grande escala”.
A pós-doutora do MIT, Lindsey Volk, é a principal autora do estudo, que parece Comunicação da natureza. Engelward é o autor sênior.
Exposição à NDMA por água, medicamentos e alimentos
O NDMA (N-nitrosodimetilamina) se forma como subproduto de vários processos industriais. Também está presente na fumaça do cigarro e nas carnes processadas. Nos últimos anos, foi identificado em certas versões dos medicamentos valsartana, ranitidina e metformina. Na década de 1990, o NDMA foi encontrado na água potável em Wilmington, Massachusetts, devido à contaminação da Olin Chemical Site.
Um relatório de 2021 do Departamento de Saúde de Massachusetts sugeriu uma ligação entre essa poluição e o elevado número de cancros infantis na área. Entre 1990 e 2000, 22 crianças em Wilmington foram diagnosticadas com câncer. Os poços danificados foram fechados em 2003.
Nesse mesmo ano, Engelward e colegas publicaram uma investigação explicando como a NDMA pode desencadear o cancro a nível molecular. Neste último trabalho, a equipe concentrou-se em compreender por que os indivíduos mais jovens parecem ser mais vulneráveis do que os adultos.
Como o NDMA danifica o DNA e desencadeia o câncer
A maioria dos estudos sobre agentes cancerígenos baseia-se em ratos adultos, geralmente com pelo menos 4 a 6 semanas de idade. Neste estudo, os pesquisadores 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 um período de duas semanas.
Uma vez dentro do corpo, o NDMA é processado por uma enzima hepática chamada CYP2E1. Este processo cria subprodutos prejudiciais que ligam ao DNA pequenas unidades químicas conhecidas como grupos metil. Essas alterações criam lesões chamadas adutos.
Quando os cientistas examinaram o tecido do fígado, descobriram que tanto os ratos jovens como os adultos desenvolveram níveis semelhantes destes primeiros aductos de ADN. A diferença apareceu na forma como as células responderam posteriormente. Em camundongos jovens, o dano causa quebras de DNA de fita dupla, que ocorrem quando as células tentam reparar o aduto. Essas quebras podem introduzir mutações que eventualmente levam ao câncer de fígado.
Em contraste, os ratos adultos quase não apresentaram quebras na cadeia dupla e muito menos mutações. Apesar dos níveis semelhantes de danos primários no ADN, os seus fígados não desenvolveram doenças graves ou tumores.
“As primeiras mudanças estruturais no DNA tiveram resultados muito diferentes dependendo da idade”, disse Engleward. “Quebras na cadeia dupla foram observadas exclusivamente nos jovens”.
O rápido crescimento celular aumenta o risco em adultos jovens
Uma análise mais aprofundada revelou que o factor chave por detrás desta diferença é a rapidez com que as células se dividem. Nos fígados jovens, as células crescem e se dividem ativamente, o que aumenta a probabilidade de que os danos no DNA se transformem em mutações permanentes. As células hepáticas adultas se dividem com muito menos frequência, dando-lhes mais tempo para reparar os danos antes que ocorram.
“Isso realmente enfatiza a questão geral que estamos tentando destacar no artigo”, disse Volk. “Com estudos de toxicidade, muitas vezes o padrão é usar camundongos adultos. Nesse ponto, eles já estão desacelerando a divisão celular, então, se estivermos testando os efeitos nocivos do NDMA em camundongos adultos, estamos ignorando completamente o quão vulneráveis são certos grupos, como os animais mais jovens.”
Embora o fígado tenha mostrado o efeito mais forte, 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 facilitar a observação de mutações, muitos experimentos usaram ratos que não possuíam dois sistemas principais de reparo de DNA. Esta abordagem acelera a formação de mutações e reduz o número de animais necessários para estudo.
No entanto, mesmo em ratos com reparação normal do ADN, os animais jovens ainda apresentam quebras de cadeia dupla induzidas por NDMA, rápido crescimento celular e extensa transformação não observada em adultos. Isso ocorre porque as células que se dividem rapidamente sofrem 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 da tireoide, que estimula o crescimento das células do fígado, suas células começaram a acumular mutações a uma taxa semelhante à observada em adolescentes. Trabalhos anteriores do laboratório de Engelward mostraram que a inflamação também pode aumentar a divisão celular, sugerindo que condições que estressam o fígado podem aumentar a vulnerabilidade do NDMA.
“Certamente não queremos dizer que os adultos sejam completamente imunes ao NDMA”, diz Volk. “Tudo afeta a sua suscetibilidade aos agentes cancerígenos, seja a sua genética, a sua idade, a sua dieta e assim por diante.
A equipe está agora estudando como uma dieta rica em gordura pode afetar o risco de câncer em animais expostos ao NDMA.
A pesquisa envolveu vários laboratórios do MIT e recebeu financiamento do Programa de Pesquisa Superfund dos Institutos Nacionais de Ciências Ambientais e da Saúde (NIEHS), uma subvenção do NIEHS Core Center, uma subvenção dos Institutos Nacionais de Treinamento em Saúde e do Fundo Anônimo para Ação Climática.
