DNA/RNA ulega zmianom pod wpływem prenatalnego narażenia na rtęć

W 186-stronicowym raporcie FDA pt. „Epidemiological Evidence on the Adverse Health Effects Reported in Relation to Mercury from Dental Amalgam: A systematic literature” (2010 – obecnie), opublikowanym we wrześniu 2019 r., znalazło się kilka pominięć. Jednym z nich był brak jakichkolwiek informacji na temat wpływu rtęci na DNA i RNA. Powszechnie wiadomo, że zmiany w DNA/RNA mogą prowadzić do zaburzeń genetycznych, problemów rozwojowych oraz zwiększać ryzyko zachorowania na raka i inne choroby. Od 2019 r. przeprowadzono znacznie więcej badań w tym zakresie. W niniejszym artykule przedstawiamy podsumowanie wyników metaanalizy dostępnych badań dotyczących wpływu rtęci na narażenie prenatalne, a także podsumowania niektórych indywidualnych badań.

Lozano, Manuel, Paul Yousefi, Karin Broberg, Raquel Soler-Blasco, Chihiro Miyashita, Giancarlo Pesce, Woo Jin Kim i in. „Zmiany metylacji DNA związane z prenatalną ekspozycją na rtęć: metaanaliza prospektywnych badań kohortowych konsorcjum PACE.„Badania środowiskowe 204, nr Pt B (marzec 2022): 112093. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112093.

Niniejsza metaanaliza, opublikowana w 2022 roku, bada zmiany metylacji DNA związane z prenatalną ekspozycją na rtęć. Rtęć wpływa na metylację DNA, kluczowy mechanizm epigenetyczny regulujący ekspresję genów. Wyniki prospektywnych badań kohortowych dostarczają dowodów na istotne zmiany we wzorcach metylacji DNA związane z prenatalną ekspozycją na rtęć. Określone miejsca CpG wykazują zmiany w stanie metylacji spowodowane ekspozycją na rtęć, co podkreśla potencjał tego związku do głębokiego i trwałego wpływu na regulację genów w całym okresie rozwoju.

Głównym odkryciem tej metaanalizy jest zmiana metylacji w miejscach związanych z genem paraoksonazy 1 (PON1) u niemowląt narażonych na działanie rtęci w okresie życia płodowego. Badania wskazują, że zmiany metylacji w tych miejscach obserwowano początkowo we krwi pępowinowej i charakteryzowały się różnym stopniem trwałości, co sugeruje, że ekspozycja na rtęć może mieć długofalowy wpływ na profile metylacji DNA. Stwierdzono, że ślady metylacji związane z PON1 utrzymują się do wczesnego dzieciństwa.

Oprócz specyficznych genów, takich jak PON1, szersze implikacje tych zmian metylacji DNA sugerują potencjalne zakłócenia w szlakach metabolicznych i stresie oksydacyjnym związanych z ekspozycją na rtęć. Zmiany w schematach metylacji DNA mogą prowadzić do zmian w ekspresji genów, które predysponują do różnych problemów zdrowotnych, w tym problemów neurorozwojowych i innych chorób przewlekłych. Podkreśla to wagę zrozumienia epigenetycznego wpływu toksyn środowiskowych, takich jak rtęć, zwłaszcza w newralgicznych okresach rozwojowych, takich jak ekspozycja prenatalna.

Ogólnie rzecz biorąc, aktualne dowody wskazują na rtęć jako istotny czynnik ryzyka środowiskowego, który może powodować zmiany epigenetyczne poprzez zmiany metylacji DNA, wpływając w ten sposób na ekspresję genów i potencjalnie prowadząc do niekorzystnych skutków zdrowotnych w całym cyklu życia.

 

Bakulski, Kelly M., HwaJin Lee, Jason I. Feinberg, Ellen M. Wells, Shannon Brown, Julie B. Herbstman, Frank R. Witter i in.Stężenie rtęci w okresie prenatalnym wiąże się ze zmianami w metylacji DNA w TCEANC2 u noworodków.„International Journal of Epidemiology” 44, nr 4 (sierpień 2015): 1249–62. https://doi.org/10.1093/ije/dyv032.

W niniejszym badaniu analizuje się związek między prenatalną ekspozycją na rtęć a jej późniejszym wpływem na metylację DNA, ze szczególnym uwzględnieniem genu TCEANC2 u noworodków. Wyniki podkreślają, że ekspozycja na rtęć, nawet w niskich stężeniach w okresie rozwoju prenatalnego, koreluje ze znaczącymi zmianami w metylacji DNA, które mogą mieć trwały wpływ na regulację genów i potencjalnie wpływać na stan zdrowia w późniejszym życiu.

Naukowcy zaobserwowali, że wyższe stężenia rtęci we krwi matki były związane ze zwiększoną metylacją DNA w określonych miejscach CpG w regionie promotora TCEANC2. Region ten jest znany ze swojego udziału w różnych procesach biologicznych, a zmiany metylacji mogą wpływać na ekspresję genów. Badanie sugeruje, że takie zmiany mogą mieć wpływ na rozwój neurologiczny, ponieważ wcześniejsze badania wykazały, że zmiany w metylacji DNA są powiązane z niekorzystnymi skutkami neurobehawioralnymi, w tym z niższymi wynikami w testach poznawczych i problemami behawioralnymi u dzieci.

Ponadto, TCEANC2 może odgrywać istotną rolę w procesach komórkowych, w tym w reakcjach na stresory środowiskowe. Badanie zakłada, że zmiany epigenetyczne obserwowane u noworodków mogą służyć jako biomarkery do oceny wpływu prenatalnej ekspozycji na czynniki środowiskowe, takie jak rtęć, na wyniki rozwojowe. Odkrycia te podkreślają zatem potencjał metylacji DNA jako mechanizmu, poprzez który substancje toksyczne, takie jak rtęć, wywierają swoje działanie w krytycznych okresach rozwoju.

Podsumowując, niniejsze badania podkreślają wagę monitorowania i ograniczania prenatalnej ekspozycji na rtęć w celu ochrony zdrowia epigenetycznego i rozwoju potomstwa. Biorąc pod uwagę wpływ zmienionych wzorców metylacji DNA na ekspresję genów i procesy rozwojowe, zrozumienie tych zależności ma kluczowe znaczenie w dyskusjach na temat zdrowia publicznego dotyczących prenatalnej ekspozycji na czynniki środowiskowe.

 

Cardenas, Andres, Devin C. Koestler, E. Andres Houseman, Brian P. Jackson, Molly L. Kile, Margaret R. Karagas i Carmen J. Marsit. „Różnicowa metylacja DNA we krwi pępowinowej niemowląt narażonych na działanie rtęci i arsenu w życiu płodowym.„Epigenetyka 10, nr 6 (2015): 508–15. https://doi.org/10.1080/15592294.2015.1046026.

W niniejszym badaniu analizowano wpływ prenatalnej ekspozycji na rtęć (Hg) i arsen (As) na wzorce metylacji DNA we krwi pępowinowej. Badania koncentrowały się na zrozumieniu, w jaki sposób te toksyny środowiskowe mogą wpływać na modyfikacje epigenetyczne, które mogą wpływać na rozwój płodu i potencjalnie prowadzić do niekorzystnych skutków zdrowotnych u dzieci.

Zidentyfikowano kilka specyficznych loci genomowych, w których w odpowiedzi na ekspozycję na rtęć i arsen następuje zróżnicowana metylacja DNA. Naukowcy odkryli, że dwa istotne loci zlokalizowane na wyspach CpG genu gamma-glutamylotransferazy 7 (GGT7) wykazują hipermetylację. Gen GGT7 odgrywa kluczową rolę w metabolizmie glutationu, tripeptydu, który chroni komórki przed stresem oksydacyjnym i neurotoksycznością, szczególnie metylortęci. Ta hipermetylacja może wskazywać na funkcjonalne upośledzenie ekspresji GGT7, potencjalnie upośledzając zdolność niemowlęcia do detoksykacji szkodliwych związków, takich jak metylortęć, co może zwiększać podatność na zaburzenia neurorozwojowe.

Ponadto, zróżnicowane wzorce metylacji były związane z interakcją rtęci i arsenu, co sugeruje, że współwystępowanie tych dwóch toksyn może nasilać ich wpływ na modyfikacje epigenetyczne. Odkrycia te budzą obawy dotyczące kumulatywnego wpływu toksyn środowiskowych na krytycznych etapach rozwoju i podkreślają potrzebę dalszych badań nad długoterminowymi konsekwencjami zdrowotnymi prenatalnej ekspozycji na rtęć i arsen.

Podsumowując, niniejsze badanie dostarcza przekonujących dowodów na wpływ prenatalnej ekspozycji na rtęć i arsen na metylację DNA u noworodków, a w szczególności na geny zaangażowane w procesy detoksykacji. Obserwowana hipermetylacja określonych loci sugeruje potencjalny mechanizm, poprzez który te substancje toksyczne mogą przyczyniać się do ryzyka neurorozwojowego.

 

Sanders, Alison P., Heather H. Burris, Allan C. Just, Valeria Motta, Chitra Amarasiriwardena, Katherine Svensson, Emily Oken i in. „Zmieniona ekspresja miRNA w szyjce macicy w czasie ciąży związana z narażeniem na ołów i rtęć.„Epigenomika 7, nr 6 (2015): 885–96. https://doi.org/10.2217/epi.15.54.

W niniejszym badaniu analizowano wpływ prenatalnej ekspozycji na ołów i rtęć na ekspresję mikroRNA (miRNA) w szyjce macicy, koncentrując się na potencjalnych implikacjach dla wyników ciąży, takich jak poród przedwczesny. Badania opierają się na danych zebranych od kobiet w ciąży, analizując związki między ekspozycją na te metale ciężkie a zmianami w profilach miRNA.

Kluczowym odkryciem jest to, że specyficzne miRNA uległy istotnym zmianom u kobiet z podwyższonym poziomem ołowiu we krwi, podwyższonym stężeniem ołowiu w kościach lub podwyższonym poziomem rtęci w próbkach paznokci stóp. Naukowcy dostarczają istotnych dowodów na to, że ekspozycja na ołów jest powiązana ze zwiększoną ekspresją niektórych miRNA, takich jak miR-155 i miR-21, które odgrywają rolę w reakcjach zapalnych i szlakach stresu komórkowego. Jest to szczególnie istotne, ponieważ zwiększony stan zapalny wiąże się z ryzykiem przedwczesnego porodu i innych powikłań ciąży (Sanders i in., 2015).

Ponadto badanie podkreśla, że ekspozycja na rtęć może w podobny sposób wpływać na wzorce ekspresji miRNA, chociaż zależność ta wydaje się mniej wyraźna niż obserwowana w przypadku ołowiu. Zmiany w profilach miRNA sugerują potencjalne ścieżki, poprzez które ekspozycja na metale ciężkie może zaburzać prawidłowe funkcjonowanie szyjki macicy, co może prowadzić do niekorzystnych wyników ciąży. Odkrycia te podkreślają potrzebę dalszych badań w celu wyjaśnienia mechanizmów biologicznych zaangażowanych w ten proces oraz potencjału tych miRNA jako biomarkerów do oceny ryzyka u kobiet w ciąży narażonych na zanieczyszczenia środowiska.

Podsumowując, badanie podkreśla związek między prenatalnym narażeniem na ołów i rtęć a zmianami w ekspresji miRNA w szyjce macicy, co pozwala zrozumieć, w jaki sposób te narażenia środowiskowe mogą przyczyniać się do negatywnych wyników ciąży, zwłaszcza porodu przedwczesnego.