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El personal de primeros auxilios del 9/11 tiene mayor riesgo de desarrollar mutaciones relacionadas con enfermedades hematológicas

DNA, ADN, fondo

Angelica Barreto-Galvez, Department of Pediatrics Hematology/Oncology, Rutgers Cancer Institute of New Jersey, Robert Wood Johnson Medical School

 

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El personal de primeros auxilios que participó en los trabajos del atentado al World Trade Center y estuvo expuesto a los elevados niveles de polución resultantes presenta una mayor probabilidad de desarrollar hematopoyesis clonal en comparación con el grupo control. Imagen: Genotipia – Rosario García.

El personal de primeros auxilios del Departamento de Bomberos de Nueva York, quienes atendieron la emergencia del 11 de septiembre del 2001 en el World Trade Center, presenta un mayor riesgo de hematopoyesis clonal en comparación con aquellos bomberos no expuestos a este material particulado.

En 2001 Estados Unidos sufrió uno de los peores ataques terroristas presenciados en el país: el ataque al World Trade Center (WTC) el 11 de septiembre en la ciudad de Nueva York, el cual generó altos niveles de polución en el aire de Manhattan al que cientos de personas estuvieron expuestas. Pocos días después del ataque, científicos en la ciudad recolectaron muestras de Material Particulado, (PM, por sus siglas en inglés), que se asentó después de la explosión, los incendios y el colapso de los dos edificios (Lioy et al., 2002). En estas muestras se encontraron hidrocarburos aromáticos policíclicos, bifenilos policlorados, dibenzodioxinas policloradas, dibenzofuranos, éteres de difenilo bromados y otros hidrocarburos, los cuales son altamente cancerígenos (Lioy et al., 2002). Esto generó que múltiples laboratorios se dedicaran a estudiar los efectos que estos carcinógenos pudieran tener en la salud de las personas expuestas al PM, incluyendo residentes, turistas, viajeros, trabajadores, personal de primeros auxilios, y los bomberos que atendieron la emergencia.

Estudios realizados por diferentes grupos de investigación han demostrado una relación entre la exposición al PM y un aumento en el riesgo de desarrollar cáncer de próstata, y de tiroides (Li et al., 2021), además de un mayor riesgo de gammapatía monoclonal de significado indeterminado, una enfermedad precursora del mieloma (Landgren et al., 2018). Estos últimos resultados sugieren que ha pasado suficiente tiempo para empezar a observar la manifestación de condiciones premalignas. Esto nos llevó a investigar si las células de sangre de bomberos que respondieron a la emergencia del WTC han desarrollado mutaciones en genes relacionados con la hematopoyesis clonal (CH, por sus siglas en inglés).

La hematopoyesis clonal es la adquisición de mutaciones somáticas en las células de sangre generando un mayor riesgo de desarrollar cáncer de sangre, enfermedades cardiovasculares, y otras enfermedades inflamatorias. La CH está asociada con el tabaquismo, la exposición a estímulos genotóxicos, y al envejecimiento.

Entre el 2013 y el 2015, se recolectaron muestras de sangre de 481 personas de primeros auxilios quienes atendieron a la emergencia del 11 de septiembre del 2001 en el WTC, y de 255 bomberos de Nashville que al contrario no estuvieron expuestos al PM del WTC (grupo control). El ADN de estas muestras fue aislado y secuenciado para analizar genes que se encuentran mutados frecuentemente en enfermedades hematológicas. Sorprendentemente, 10% del personal de primeros auxilios que fue estudiado presentó mutaciones con potencial patogénico, comparado con el 6% en el grupo control. De la misma forma, se observó que el personal expuesto al PM del WTC cuenta con una mayor probabilidad de desarrollar hematopoyesis clonal comparado con el grupo control.

Por otro lado, expusimos linfocitos al PM del WTC para determinar si este afecta la replicación del ADN, y si este genera daños en el mismo. Los resultados que se obtuvieron demostraron que la exposición al PM en el WTC incrementó la acumulación de la versión fosforilada de la proteína H2AX en los linfocitos, indicando altos niveles de daño al ADN. Incluso, la exposición de linfocitos al PM del WTC resultó en cambios y alteraciones en la dinámica de la replicación del ADN.

Adicionalmente, quisimos determinar los efectos que el PM del WTC tenía en las células madres hematopoyéticas in vivo. De esta manera, se expusieron ratones al PM del WTC en dosis equivalentes a las que el personal de primeros auxilios fue expuesto en el momento de la emergencia; 30 días después de la exposición, los ratones fueron sacrificados y el tallo de la médula ósea y nichos de células progenitoras fueron analizados. En este experimento, observamos que los ratones expuestos al PM del WTC presentaron un aumento en células madre hematopoyéticas. Adicional a esto, se encontró que las células madre aisladas de estos ratones presentaron un aumento en polimorfismos puntuales (SNPs, por sus siglas en inglés), al igual que un mayor número de inserciones y deleciones en comparación con ratones no expuestos al PM del WTC.

En conclusión, los resultados de este estudio demuestran que la exposición al material particulado generado en el WTC durante este ataque está directamente relacionada con una mayor carga de hematopoyesis clonal, excediendo la HC dada por la vejez. Estos resultados sugieren que las personas expuestas al PM del WTC deben ser monitorizadas para identificar los impactos que esta exposición pudo generar, además de requerir un acompañamiento adicional a medida que envejecen.

Este estudio fue una colaboración entre científicos y médicos de Vanderbilt, la Escuela de Medicina Albert Einstein, el Centro Médico de Montefiore, el Departamento de Bomberos de la Ciudad de Nueva York, el Instituto de Cáncer de New Jersey, Weill Cornell Medicine, Centro de Cáncer Memorial Sloan Kettering, la Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York, Genoptix, la Asociación de Leucemia Linfoma, y el Centro de Cáncer Dana Farber.

Investigación: Jasra, S., Giricz, O., Zeig-Owens, R. et al. High burden of clonal hematopoiesis in first responders exposed to the World Trade Center disaster. Nat Med 28, 468–471 (2022). https://doi.org/10.1038/s41591-022-01708-3

Referencias:

Lioy PJ, et al. Characterization of the dust/smoke aerosol that settled east of the World Trade Center (WTC) in lower Manhattan after the collapse of the WTC 11 September 2001. Environ Health Perspect. 2002 Jul;110(7):703-14. doi: http://dx.doi.org/10.1289/ehp.02110703.

Li J, et al. Cancer Incidence in World Trade Center Rescue and Recovery Workers: 14 Years of Follow-Up. J Natl Cancer Inst. 2022 Feb 7;114(2):210-219. doi: http://dx.doi.org/10.1093/jnci/djab165.

Landgren O, et al. Multiple Myeloma and Its Precursor Disease Among Firefighters Exposed to the World Trade Center Disaster. JAMA Oncol. 2018 Jun 1;4(6):821-827. doi: http://dx.doi.org/10.1001/jamaoncol.2018.0509.

 

 

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