DNA/RNA je zmenená prenatálnou expozíciou ortuti

V 186-stranovej správe FDA s názvom Epidemiologické dôkazy o nepriaznivých účinkoch na zdravie hlásených v súvislosti s ortuťou zo zubného amalgámu: Systematická literatúra (2010 – súčasnosť), vydanej v septembri 2019, sa vyskytlo niekoľko opomenutí. Jedným z nich bola absencia akýchkoľvek správ o účinkoch ortuti na DNA a RNA. Je dobre známe, že zmeny v DNA/RNA môžu viesť ku genetickým poruchám, vývojovým problémom a zvýšiť riziko rakoviny a iných ochorení. Od roku 2019 sa v tejto oblasti vykonalo oveľa viac výskumu. Tu uvádzame súhrn výsledkov metaanalýzy dostupného výskumu účinkov ortuti na prenatálnu expozíciu, ako aj súhrny niektorých jednotlivých relevantných štúdií.

Lozano, Manuel, Paul Yousefi, Karin Broberg, Raquel Soler-Blasco, Chihiro Miyashita, Giancarlo Pesce, Woo Jin Kim a kol. “Zmeny metylácie DNA spojené s prenatálnou expozíciou ortuti: Metaanalýza prospektívnych kohortových štúdií z konzorcia PACE.„Environmentálny výskum 204, č. Časť B (marec 2022): 112093. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112093.“

Táto metaanalýza, publikovaná v roku 2022, skúma zmeny metylácie DNA spojené s prenatálnou expozíciou ortuti. Ortuť ovplyvňuje metyláciu DNA, kľúčový epigenetický mechanizmus, ktorý reguluje génovú expresiu. Zistenia z prospektívnych kohortových štúdií poskytujú dôkazy o významných zmenách vo vzorcoch metylácie DNA spojených s prenatálnou expozíciou ortuti. Špecifické miesta CpG vykazujú zmeny v ich metylačnom stave v dôsledku expozície ortuti, čo zdôrazňuje potenciál zlúčeniny hlboko a trvalo ovplyvňovať reguláciu génov počas celého vývoja.

Hlavným zistením tejto metaanalýzy je zmena metylácie v miestach spojených s génom paraoxonázy 1 (PON1) u dojčiat vystavených ortuti in utero. Výskum naznačuje, že zmeny metylácie v týchto miestach boli spočiatku pozorované v pupočníkovej krvi a preukázali rôznu úroveň perzistencie, čo naznačuje, že vystavenie ortuti môže mať dlhodobé dôsledky pre profily metylácie DNA. Zistilo sa, že metylačné značky spojené s PON1 pretrvávajú až do raného detstva.

Okrem špecifických génov, ako je PON1, širšie dôsledky týchto zmien metylácie DNA naznačujú potenciálne narušenia metabolických a oxidačných stresových dráh spojených s expozíciou ortuti. Zmeny vo vzorcoch metylácie DNA môžu viesť k zmenám v génovej expresii, ktoré predisponujú jednotlivcov k rôznym zdravotným následkom vrátane neurovývojových problémov a iných chronických stavov. To zdôrazňuje dôležitosť pochopenia epigenetických účinkov environmentálnych toxínov, ako je ortuť, najmä počas citlivých vývojových období, ako je prenatálna expozícia.

Celkovo súčasné dôkazy poukazujú na ortuť ako významný environmentálny rizikový faktor, ktorý môže vyvolať epigenetické zmeny prostredníctvom zmien metylácie DNA, čím ovplyvňuje génovú expresiu a potenciálne vedú k nepriaznivým zdravotným následkom počas celého života.

 

Bakulski, Kelly M., HwaJin Lee, Jason I. Feinberg, Ellen M. Wells, Shannon Brown, Julie B. Herbstman, Frank R. Witter a kol.Prenatálna koncentrácia ortuti je spojená so zmenami metylácie DNA na TCEANC2 u novorodencov.„Medzinárodný časopis epidemiológie 44, č. 4 (august 2015): 1249–62. https://doi.org/10.1093/ije/dyv032.“

Táto štúdia skúma vzťah medzi prenatálnou expozíciou ortuti a jej následným vplyvom na metyláciu DNA, so zameraním najmä na gén TCEANC2 u novorodencov. Zistenia zdôrazňujú, že expozícia ortuti, a to aj pri nízkych koncentráciách počas prenatálneho vývoja, koreluje s významnými zmenami vo vzorcoch metylácie DNA, ktoré by mohli mať trvalé účinky na reguláciu génov a potenciálne ovplyvniť zdravotné výsledky v neskoršom živote.

Výskumníci pozorovali, že vyššie koncentrácie ortuti v krvi matky boli spojené so zvýšenou metyláciou DNA na špecifických miestach CpG v promótorovej oblasti TCEANC2. Táto oblasť je pozoruhodná svojou účasťou na rôznych biologických procesoch a zmeny metylácie by mohli zmeniť génovú expresiu. Štúdia naznačuje, že takéto zmeny môžu mať dôsledky pre neurologický vývoj, keďže predchádzajúci výskum ukázal, že zmeny v metylácii DNA sú spojené s nepriaznivými neurobehaviorálnymi výsledkami vrátane nižších kognitívnych skóre a problémov so správaním u detí.

Okrem toho môže TCEANC2 zohrávať významnú úlohu v bunkových procesoch vrátane reakcií na environmentálne stresory. Štúdia predpokladá, že epigenetické zmeny pozorované u novorodencov by mohli slúžiť ako biomarkery na hodnotenie vplyvu prenatálnych environmentálnych expozícií, ako je ortuť, na vývojové výsledky. Zistenia teda zdôrazňujú potenciál metylácie DNA ako mechanizmu, prostredníctvom ktorého toxické látky, ako je ortuť, uplatňujú svoje účinky počas kritických období vývoja.

Záverom možno konštatovať, že tento výskum zdôrazňuje dôležitosť monitorovania a zmierňovania prenatálnej expozície ortuti s cieľom chrániť epigenetické zdravie a vývojové výsledky u potomstva. Vzhľadom na dôsledky zmenených vzorcov metylácie DNA na génovú expresiu a vývojové procesy je pochopenie týchto vzťahov kľúčové v diskusiách o verejnom zdraví týkajúcich sa prenatálnych environmentálnych expozícií.

 

Cardenas, Andres, Devin C. Koestler, E. Andres Houseman, Brian P. Jackson, Molly L. Kile, Margaret R. Karagas a Carmen J. Marsit. “Diferenciálna metylácia DNA v pupočníkovej krvi dojčiat vystavených ortuti a arzénu in utero.„Epigenetika 10, č. 6 (2015): 508–15. https://doi.org/10.1080/15592294.2015.1046026.“

Táto štúdia skúma vplyv prenatálnej expozície ortuti (Hg) a arzénu (As) na vzorce metylácie DNA v pupočníkovej krvi. Výskum sa zameral na pochopenie toho, ako tieto environmentálne toxíny môžu ovplyvniť epigenetické modifikácie, ktoré môžu ovplyvniť vývoj plodu a potenciálne viesť k nepriaznivým zdravotným následkom u detí.

Bolo identifikovaných niekoľko špecifických genomických lokusov, kde dochádza k diferenciálnej metylácii DNA v reakcii na vystavenie ortuti a arzénu. Výskumníci zistili, že dva významné lokusy nachádzajúce sa v CpG ostrovčekoch génu gama-glutamyltransferázy 7 (GGT7) vykazovali hypermetyláciu. Gén GGT7 hrá kľúčovú úlohu v metabolizme glutatiónu, tripeptidu, ktorý chráni bunky pred oxidačným stresom a neurotoxicitou, najmä z metylortuti. Táto hypermetylácia môže naznačovať funkčné poškodenie expresie GGT7, čo môže ohroziť schopnosť dieťaťa detoxikovať škodlivé zlúčeniny, ako je metylortuť, čo by mohlo zvýšiť náchylnosť na neurovývojové poruchy.

Okrem toho boli rozdielne metylačné vzorce spojené s interakciou medzi ortuťou a arzénom, čo naznačuje, že spoločná expozícia týmto dvom toxínom môže zosilniť ich účinky na epigenetické modifikácie. Zistenia vyvolávajú obavy z kumulatívneho vplyvu environmentálnych toxínov počas kritických štádií vývoja a zdôrazňujú potrebu ďalšieho skúmania dlhodobých zdravotných následkov prenatálnej expozície ortuti a arzénu.

Stručne povedané, táto štúdia poskytuje presvedčivé dôkazy o vplyve prenatálnej expozície ortuti a arzénu na metyláciu DNA u novorodencov, najmä na gény zapojené do detoxikačných procesov. Pozorovaná hypermetylácia špecifických lokusov naznačuje potenciálny mechanizmus, prostredníctvom ktorého môžu tieto toxíny prispievať k neurovývojovým rizikám.

 

Sanders, Alison P., Heather H. Burris, Allan C. Just, Valeria Motta, Chitra Amarasiriwardena, Katherine Svensson, Emily Oken a kol. “Zmenená expresia miRNA v krčku maternice počas tehotenstva spojená s expozíciou olovu a ortuti.„Epigenomika 7, č. 6 (2015): 885–96. https://doi.org/10.2217/epi.15.54.“

Táto štúdia skúma vplyv prenatálnej expozície olovu a ortuti na expresiu mikroRNA (miRNA) v krčku maternice so zameraním na potenciálne dôsledky pre výsledky tehotenstva, ako je napríklad predčasný pôrod. Výskum čerpá z údajov zozbieraných od tehotných žien a analyzuje súvislosti medzi expozíciou týmto ťažkým kovom a zmenami v profiloch miRNA.

Kľúčovým zistením je, že špecifické miRNA boli významne zmenené u žien, ktoré mali vyššie hladiny olova v krvi, zvýšené koncentrácie olova v kostiach alebo zvýšené hladiny ortuti vo vzorkách nechtov na nohách. Výskumníci poskytujú presvedčivé dôkazy o tom, že vystavenie olovu súvisí so zvýšenými hladinami expresie určitých miRNA, ako sú miR-155 a miR-21, o ktorých je známe, že hrajú úlohu v zápalových reakciách a bunkových stresových dráhach. Toto je obzvlášť dôležité, pretože zvýšený zápal sa spája s rizikom predčasného pôrodu a iných komplikácií v tehotenstve (Sanders a kol., 2015).

Štúdia navyše zdôrazňuje, že expozícia ortuti môže podobne ovplyvniť vzorce expresie miRNA, hoci sa zdá, že tento vzťah je menej výrazný ako vzťah pozorovaný pri použití olova. Zmeny v profiloch miRNA naznačujú potenciálne dráhy, ktorými by expozícia ťažkým kovom mohla narušiť normálnu funkciu krčka maternice, čo by mohlo viesť k nepriaznivým výsledkom tehotenstva. Zistenia zdôrazňujú potrebu ďalšieho výskumu na objasnenie biologických mechanizmov a potenciálu týchto miRNA slúžiť ako biomarkery pre hodnotenie rizika u tehotných populácií vystavených znečisťujúcim látkam v životnom prostredí.

Záverom možno povedať, že štúdia zdôrazňuje súvislosť medzi prenatálnou expozíciou olovu a ortuti a zmenenou expresiou miRNA v krčku maternice, čo poskytuje pohľad na to, ako tieto environmentálne vplyvy môžu prispievať k negatívnym výsledkom tehotenstva, najmä k predčasnému pôrodu.