Estudo do MIT descobre que crianças são mais vulneráveis ​​a produtos químicos causadores de câncer na água

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.

Estes resultados podem ajudar a esclarecer descobertas anteriores que associavam 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. A pesquisa também destaca a importância de estudar como os potenciais agentes cancerígenos afetam as pessoas em diferentes fases da vida.

“Esperamos realmente que os grupos que realizam testes de segurança mudem o seu paradigma e comecem a olhar para animais jovens, para que possamos detectar potenciais agentes cancerígenos antes que as pessoas sejam expostas”, diz 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 e, portanto, prevenir o risco extenso de cancro”.

A pós-doutora do MIT, Lindsay Volk, é a principal autora do estudo, que aparece em Comunicações 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 detectado em certas versões dos medicamentos valsartan, ranitidina e metformina. Na década de 1990, o NDMA também foi encontrado na água potável em Wilmington, Massachusetts, devido à poluição da instalação da Olin Chemical.

Um relatório de 2021 do Departamento de Saúde de Massachusetts sugeriu uma ligação entre essa contaminação e um maior número de casos de cancro infantil 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 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, normalmente 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 contendo 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 nocivos que ligam pequenas unidades químicas, conhecidas como grupos metil, ao DNA. 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 apareceu na forma como as células responderam posteriormente. Em camundongos jovens, o dano levou ao acúmulo de quebras de DNA de fita dupla, que ocorrem quando as células tentam reparar os adutos. 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. Seus fígados também não desenvolveram doenças ou tumores graves, apesar de apresentarem níveis semelhantes de danos iniciais ao DNA.

“As mudanças estruturais iniciais no DNA tiveram consequências muito diferentes dependendo da idade”, diz Engelward. “As rupturas da cadeia dupla foram observadas exclusivamente nos jovens”.

O rápido crescimento celular aumenta o risco na juventude

Análises posteriores mostraram que o fator chave por trás dessa diferença é a rapidez com 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 enfatiza o problema geral que estamos tentando destacar no artigo”, diz Volk. “Com estudos toxicológicos, muitas vezes o padrão é usar camundongos adultos. Nesse ponto, eles já estão desacelerando a divisão celular, por isso, se estivermos testando os efeitos nocivos do NDMA em camundongos adultos, estaremos perdendo completamente o quão vulneráveis ​​são grupos específicos, como os animais mais 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 facilitar a observação de mutações, muitos dos experimentos usaram camundongos que não possuíam dois sistemas essenciais 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 apresentavam quebras na cadeia dupla induzidas por NDMA, rápido crescimento celular e mutações generalizadas que não foram observadas em 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 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 taxas semelhantes às observadas nos 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 afeta sua suscetibilidade a um agente cancerígeno, seja sua genética, sua idade, sua dieta e assim por diante. Em adultos, se eles tiverem uma infecção viral, ou uma dieta rica em gordura, ou consumo excessivo crônico de álcool, isso pode afetar a proliferação no fígado e potencialmente torná-los suscetíveis ao NDMA.

A equipa está agora a estudar como uma dieta rica em gordura pode influenciar o risco de cancro em animais expostos ao NDMA.

Esta 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 bolsa do NIEHS Core Center, uma bolsa dos Institutos Nacionais de Treinamento em Saúde e o Fundo Anônimo para Ação Climática.