Evaluación de biomarcadores de riesgo cardiovascular en población expuesta a arsénico (as) y plomo (pb)

Abstract

Resumen Las enfermedades cardiovasculares (ECV), son un grupo de trastornos que afectan al corazón y a los vasos sanguíneos, representan la principal causa de mortalidad y morbilidad, tanto a nivel mundial como en nuestro país. La condición patológica que los inicia es un proceso conocido como disfunción endotelial. En este contexto, se ha demostrado que existen factores de riesgo asociados al desarrollo de ECV, como el tabaquismo, la diabetes, la hipertensión arterial, la obesidad; y recientemente se ha confirmado que la exposición a compuestos tóxicos ambientales, como el arsénico y el plomo, representan un factor importante que puede desencadenar el inicio de este proceso patológico, dada su capacidad de generar especies reactivas de oxígeno. Por otro lado, los determinantes genéticos han sido reconocidos como factores de riesgo críticos en el inicio, desarrollo y establecimiento de enfermedades cardiovasculares, un ejemplo son los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP), por ejemplo, diversas investigaciones han demostrado una asociación entre el polimorfismo del factor de crecimiento transformante β1 (TGF-β1) (C509T; rs1800469) y un mayor riesgo de ECV. Aunado a lo anterior, también se ha demostrado que tanto el arsénico como el plomo, inducen alteraciones a nivel epigenético (cambios en la estructura química del ADN), siendo la modificación de la expresión de ciertos ARN no codificantes (microARN) uno de ellos, debido a evidencias recientes sugieren que es capaz de influir en la expresión de microRNA (miRNA) lo que afecta la función celular e influye en el riesgo de desarrollar ciertas enfermedades; además de que los miRNA responden a numerosos agentes tóxicos ambientales, lo que indica su utilidad como posibles biomarcadores de exposición. Entre los miRNA que se han asociado a la exposición a metales pesados se encuentran miR-126 y miR-155, los cuales aumentan o disminuyen su expresión con la exposición al plomo. Debido al gran impacto que generan las ECV la identificación adecuada de personas con alto riesgo de desarrollarlas es un gran desafío para su prevención. En este sentido, varias investigaciones científicas han propuesto numerosos biomarcadores no invasivos y de bajo coste para detectar poblaciones vulnerables; sin embargo, su utilidad en individuos expuestos a contaminantes ambientales y con predisposición genética (polimorfismo), no ha sido completamente investigada. Por tanto, el objetivo de este trabajo doctoral fue evaluar la concentración de biomarcadores de riesgo cardiovascular en población adulta expuesta a arsénico (As) y plomo (Pb). Metodología Se realizó un estudio transversal, de conveniencia, no probabilístico. La población de estudio fueron habitantes mayores de edad, ambos sexos, residentes de la comunidad Las Palmas, municipio de Tamuín, SLP. Esta localidad es considerada zona de riesgo debido a la cercanía de la comunidad con dos termoeléctricas y una planta cementera. La aceptación para participar en la investigación se obtuvo mediante la firma del consentimiento informado de la población de estudio. Se registraron las medidas antropométricas de cada individuo, así como se colectaron dos muestras de sangre y una de orina, las cuales se resguardaron a -80°C y -20°C, respectivamente hasta su uso. Se midieron los parámetros bioquímicos (glucosa, triglicéridos, colesterol, HDL), empleando un método enzimático colorimétrico y un espectrofotómetro UV/Vis. Los niveles de As urinario y Pb en sangre se determinaron mediante la técnica de espectrofotometría de absorción atómica. Los biomarcadores de riesgo cardiovascular: ADMA y FABP4 se evaluaron mediante inmunoensayo enzimático tipo sándwich (ELISA), la expresión de miRNA-126 y miRNA-155 en plasma se determinaron mediante RT-qPCR y finalmente se analizó la presencia del polimorfismo TGF-β C509T (rs1800469), en las muestras de sangre y empleando la técnica de RT - PCR y usando sondas TaqMan. Las pruebas estadísticas empleadas fueron prueba de kolmogorov-smirnov, Shapiro wilk como pruebas para determinar la normalidad de los datos, y posteriormente se realizó una clasificación de la población en dos grupos (baja y alta exposición) utilizando como referencia las NOM-047-SSA1-2011 y NOM-199-SSA1-2000, se utilizó la prueba T-Student y prueba U de Mann-Whitney para la comparación de los grupos. Finalmente se empleó la prueba de Kruskal Wallis para la comparación de los grupos expuestos al contaminante ambiental con o sin presencia del polimorfismo. El análisis de datos se realizó utilizando GraphPad Prism 5.01 (GraphPad Software Inc. La Jolla, CA, EE. UU.). Resultados La población de estudio estuvo conformada por 53 adultos, con un intervalo de edad de 18 a 87 años, de éstos, el 64% son mujeres. Con una media de peso corporal de 68.9 kg y más del 70% de los individuos presentó un IMC por encima del valor de referencia. Respecto a los parámetros bioquímicos la población presentó niveles medios ± desviación estándar de triglicéridos y colesterol LDL de 125.6 ± 70.04 mg/dL y 94.3 ± 14.01mg/dL, respectivamente. Los niveles urinarios de As oscilaron entre 11.5 y 175 µg/g de creatinina, con una media de 43.9 µg/g creatinina y los niveles de Pb en sangre tuvieron una media ± desviación estándar de 7.6 ± 5.8 µg/dL. La frecuencia alélica para el polimorfismo TGF-β C509T fue de 0.37 y 0.63 para los alelos C y T, respectivamente, por lo que más del 80% de los participantes tiene la presencia del polimorfismo analizado. Los niveles séricos medios de ADMA y FABP4 fueron 1.35 ± 0,35 µmol/l y 26.9 ± 19.40 ng/ml, respectivamente. Por su parte, los niveles séricos circulantes de miR-126 presentaron niveles de 1,28 ± 0,7; mientras que miR-155 presentó niveles de 1,68 ± 1,2. Se detectaron asociaciones estadísticamente significativas (p< 0,05) entre los biomarcadores de exposición (As y Pb) y los biomarcadores de riesgo cardiovascular (ADMA y FABP4), así como asociaciones significativas entre miR 126 y los niveles de plomo en sangre y entre miR-155 y los niveles de plomo y triglicéridos en sangre. Conclusiones Se detectó una asociación positiva entre los niveles séricos de biomarcadores predictivos de ECV (ADMA, FABP4 y AIP) y los altos niveles de exposición al arsénico y plomo (factor ambiental) y el polimorfismo TGF-β C509T (factor genético). Además, nuestros hallazgos sugieren una interacción gen-ambiente sobre los niveles de los biomarcadores de ECV evaluados en esta investigación. En consecuencia, la población evaluada podría presentar riesgo de desarrollar eventos cardiovasculares. Sin embargo, se necesita investigación adicional para aclarar mejor estas asociaciones, particularmente con estudios epidemiológicos en población abierta.