Cuando se expone en un laboratorio a niveles de contaminación comparables a los que se encuentran en la atmósfera de la región amazónica durante la temporada de quema de bosques y cultivos, Las células pulmonares humanas sufren graves daños en el ADN y dejan de dividirse. Después de 72 horas de exposición, más del 30 por ciento de las células cultivadas están muertas. El principal culpable parece ser retene, un compuesto químico que pertenece a la clase de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Estos resultados han sido reportados por un grupo de investigadores brasileños en la revista Informes científicos .

"No encontramos información sobre la toxicidad de retene en la literatura científica. Espero que nuestros hallazgos sirvan como incentivo para estudios adicionales y para que las concentraciones ambientales de retene sean reguladas por las organizaciones de salud". "dijo Nilmara de Oliveira Alves Brito, primer autor del artículo.

"Cuando estaba haciendo mi investigación de maestría en UFRN, Noté que la exposición de las células pulmonares a este material particulado emitido por la quema de biomasa conducía a mutaciones en el ADN de las células pulmonares. ", dijo Alves Brito." Este estudio más reciente se propuso investigar los mecanismos por los que esto sucede ".

Metodología

El primer paso, Ella explicó, consistió en determinar la concentración de contaminantes que se utilizarán en los experimentos de laboratorio con el fin de imitar la exposición que sufren las personas que viven en áreas de uso de la tierra y cobertura vegetal intensamente cambiantes conocidas como el "arco de deforestación" —500, 000 kilómetros cuadrados que se extienden hacia el oeste desde el este y el sur de Pará hasta Mato Grosso, Rondônia y Acre.

Usando modelos matemáticos, los investigadores calcularon la capacidad del pulmón humano para inhalar material particulado en el apogeo de la temporada de quema y el porcentaje de contaminantes que se deposita en las células pulmonares. "Según esta masa teórica, determinamos los niveles de concentración que se probarán utilizando células cultivadas, "Dijo Alves Brito.

Los contaminantes utilizados in vitro fueron recolectados en un área natural cerca de Porto Velho, Rondônia durante la temporada de quema, que alcanza su punto máximo en septiembre y octubre.

"Las muestras se recolectaron usando un dispositivo que aspira aire y deposita partículas finas con un diámetro de menos de 10 micrómetros en un filtro. Estábamos interesados ​​en estudiar estas partículas muy finas porque son lo suficientemente pequeñas como para penetrar los alvéolos de los pulmones". , "Dijo Alves Brito.

Según el profesor Paulo Artaxo de la Universidad de São Paulo, los filtros se congelaron poco después de que se recogiera el material particulado porque los compuestos orgánicos que se encuentran en la nube de contaminación son muy volátiles. "Este material fue enviado a São Paulo y diluido en una solución nutritiva, que luego se aplicó a los cultivos celulares, ", dijo." La proporción de contaminantes utilizados fue la misma que se encuentra en el aire inhalado por los habitantes de Porto Velho ".

Las células cultivadas tratadas con la solución se compararon con un grupo de células de control, que recibió solo el solvente utilizado para extraer los contaminantes de los filtros. El objetivo era confirmar que los efectos adversos observados fueron causados ​​por el material particulado y no por el disolvente.

Efecto inmediato

En los primeros momentos de exposición, las células pulmonares comenzaron a producir grandes cantidades de moléculas proinflamatorias. La inflamación fue seguida por un aumento en la liberación de especies reactivas de oxígeno (ROS), Sustancias que provocan estrés oxidativo. Grandes cantidades de ROS causan daño a las estructuras celulares.

"Para comprender las vías que inducían el estrés oxidativo, analizamos el ciclo celular y encontramos que se ve afectado por un aumento en la expresión de proteínas como P53 y P21. Las células dejaron de replicarse lo que sugirió que se estaba produciendo daño en el ADN, "Dijo Alves Brito.

Los investigadores realizaron pruebas específicas para confirmar el daño genético. Según su observación de una mayor expresión de la proteína LC3 y otros marcadores específicos, también encontraron que las células entraban en un proceso de autofagia mediante el cual degradaban sus propias estructuras internas.

"Todo este daño se observó en solo 24 horas de exposición, "Dijo Alves Brito." A medida que pasaba el tiempo, el daño genético aumentó, y las células entraron en un proceso de apoptosis y necrosis ". Mientras que solo el 2 por ciento de las células de control habían muerto por necrosis después de 72 horas, en la cultura tratada con contaminantes, la mortalidad celular alcanzó el 33 por ciento.

"No todas las células mueren, pero los supervivientes sufren daños en el ADN, que puede predisponerlos al desarrollo de cáncer en el futuro, "Dijo Alves Brito.

Antes de comenzar el experimento con células cultivadas, Alves Brito y colaboradores completaron un análisis de las sustancias presentes en el material particulado recolectado en la región amazónica. Identificaron la presencia de varios HAP, muchos de los cuales se sabe que son cancerígenos. Los resultados de este análisis se publicaron en 2015 en la revista Ambiente Atmosférico .

"Observamos que el PAH más abundante era el reteno, "Dijo Alves Brito." Por lo tanto, decidimos repetir el experimento con las células usando esta sustancia de forma aislada pero a la misma concentración que la encontrada en el material particulado. Observamos que el reteno solo también inducía daño al ADN y muerte celular ".

Según Artaxo, La muerte de un gran número de células pulmonares en un organismo vivo puede provocar problemas respiratorios e incluso enfermedades graves como el enfisema pulmonar.

"En un estudio anterior, mostramos que la disminución de la deforestación de 27, 000 km2 en 2004 a 4, 000 km2 en 2012 evitaron la muerte de al menos 1, 700 personas por enfermedades asociadas con la contaminación, ", dijo." Curiosamente, la mayoría de estas muertes no se habrían producido en la Amazonía sino en el sur de Brasil debido al transporte de contaminantes a larga distancia y también debido a la mayor densidad de población de la región ".

Relevancia global

Aunque retene no es emitido por la quema de combustibles fósiles, la principal fuente de contaminación en las áreas urbanas de Brasil, los investigadores dicen que este compuesto se puede encontrar en la atmósfera de São Paulo y otras ciudades, probablemente debido a la quema de caña de azúcar y otros tipos de biomasa en fincas cercanas.

En el artículo, los investigadores señalan que, si bien la mayoría de las investigaciones sobre la exposición a la contaminación del aire se centra en el papel de los combustibles fósiles en la contaminación atmosférica, unos 3.000 millones de personas en todo el mundo están expuestas a la contaminación del aire por la quema de biomasa, incluido el uso de madera o carbón como combustible en estufas de cocina o calefacción doméstica, así como de la deforestación y las prácticas agrícolas. Es más, los autores agregan, unos 7 millones de muertes en todo el mundo, o una de cada ocho muertes, resultado de la exposición a la contaminación del aire, según un informe publicado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2012.

"La combinación de incendios forestales y ocupación humana ha convertido la quema de biomasa en una seria amenaza para la salud pública. La mayoría de los incendios forestales ocurren en el arco de la deforestación, impactando directamente a más de 10 millones de personas en el área. Muchos estudios han identificado efectos graves sobre la salud humana, como una mayor incidencia de asma, morbilidad y mortalidad, principalmente en las poblaciones más vulnerables como niños y ancianos, "señalan los autores.