Воздействие свинца, даже при низких уровнях, может вызвать эпигенетические изменения

Группа бразильских и португальских исследователей наблюдала связь между присутствием свинца в организме и микроРНК (мРНК), которая может быть связана с механизмами, регулирующими метилирование ДНК, физиологическим процессом, необходимым для контроля экспрессии генов и обеспечения правильной работы генов.

Изменения были обнаружены в клетках крови работников автомобильных аккумуляторных заводов, которые используют свинец в качестве сырья. Любопытно, что уровень свинца в образцах крови у 85 добровольцев — в среднем 20 микрограммов на децилитр крови был ниже допустимого предела, определенного бразильским законодательством (60 мкг/дл).

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Genetics.

Актуальность вопроса

«Все исследования, проведенные на сегодняшний день, показывают, что низкий уровень воздействия свинца не обязательно связан с отсутствием побочных эффектов, но может коррелировать с молекулярными событиями, которые предшествуют событиям, хорошо известным как последствия хронического отравления свинцом, таким как неврологические и гематологические проблемы», — сказал Густаво Рафаэль Маццарон Барселос (Gustavo Rafael Mazzaron Barcelos). 

Хотя низкие дозы не связаны напрямую с проблемами со здоровьем, изменения ДНК должны служить предупреждением, считают исследователи.

«Эти уровни нельзя считать безопасными. Было бы здорово, если бы уровни воздействия свинца были минимальными, но вся промышленная система зависит от производства свинца. Нам нужно свести к минимуму воздействие свинца, которое мы наблюдаем в Бразилии в течение десятилетий», — сказал Барселос.

В Китае исследования показали, что местные рабочие имеют более высокий уровень свинца в крови, в среднем около 40 мкг/дл.

Материалы и методы исследования

«Мы проанализировали метилирование ДНК, одно из эпигенетических изменений, которые происходят в основном в промоторных областях, контролирующих функции генов. Когда метилирование в этих областях претерпевает такие изменения, синтез белка может нарушиться, что потенциально может вызвать проблемы. Существуют доказательства того, что воздействие свинца может ингибировать DMNT1, фермент, ответственный за контроль метилирования ДНК. В образцах, которые мы проанализировали, было обнаружено обилие miR-148a, микроРНК, которая нацелена на ген DMNT1», — заявила Марилия Ладейра де Араужо (Marília Ladeira de Araújo), автор статьи. 

Исследователи решили найти биомаркеры сниженного метилирования ДНК, идентифицировав несколько микроРНК, которые могут быть связаны с этим событием. 

Результаты научной работы

Ученые обнаружили значительное увеличение miR-148a как связанное с повреждением ДНК, воспалительными процессами и окислительным стрессом, которые могут коррелировать с развитием многофакторных патологий, таких как нейродегенеративные заболевания и рак, например.

«Преимущество использования miR-148a в качестве биомаркера эпигенетических нарушений, вызванных воздействием свинца, заключается в том, что эти изменения в его экспрессии могут предшествовать различным клеточным нарушениям, таким как окислительный стресс и гибель клеток», — заявил Барселос. «Мы еще не знаем, имеет ли снижение метилирования ДНК неблагоприятные последствия. Мы проанализировали общее состояние этого параметра в ДНК в целом, но теперь мы знаем, что это потенциальный биомаркер данного состояния».

Как только пандемия закончится, ученые планируют продолжить исследования, собрав больше образцов из той же когорты в течение относительно длительного периода, чтобы увидеть, сохраняются ли последствия воздействия низкого уровня и как организм может адаптироваться к нему.

Авторы другого исследования обнаружили, что свинец в организме приводит к ожирению.