Efeitos genéticos da radiação de Chernobyl

Os investigadores utilizaram ferramentas genómicas para investigar os efeitos potenciais à saúde da exposição à radiação ionizante, um conhecido cancerígeno, como resultado do acidente de 1986 em Chernobyl. Um estudo não encontrou evidências de que mudanças genéticas associadas à exposição à radiação são passadas para crianças, enquanto o segundo estudo documentou as mudanças genéticas nos tumores de pessoas que desenvolveram cancro da tireoide após serem expostas, quando crianças ou fetos, à radiação liberada pelo acidente. As descobertas estão sendo publicadas perto do 35º aniversário do desastre de Chernobyl.

Em dois estudos marcantes, os investigadores usaram ferramentas genómicas de ponta para investigar os efeitos potenciais à saúde da exposição à radiação ionizante, um conhecido carcinógeno, do acidente de 1986 na central nuclear de Chernobyl, no norte da Ucrânia. Um estudo não encontrou evidências de que a exposição à radiação para os pais resultou em novas alterações genéticas sendo passadas de pais para filhos. O segundo estudo documentou as mudanças genéticas nos tumores de pessoas que desenvolveram câncer de tireoide após serem expostas, quando crianças ou fetos, à radiação liberada pelo acidente.

Os resultados, publicados por volta do 35º aniversário do desastre, são de equipas internacionais de investigadores liderados por pesquisadores do National Cancer Institute (NCI), parte do National Institutes of Health. Os estudos foram publicados online na Science em 22 de abril.

“Questões científicas sobre os efeitos da radiação na saúde humana foram investigadas desde os bombardeamentos atómicos de Hiroshima e Nagasaki e foram levantadas novamente por Chernobyl e pelo acidente nuclear que se seguiu ao tsunami em Fukushima, no Japão”, disse Stephen J. Chanock, MD, diretor da Divisão de Epidemiologia e Genética do Câncer (DCEG) do NCI. “Nos últimos anos, os avanços na tecnologia de sequenciamento de DNA nos permitiram começar a abordar algumas das questões importantes, em parte por meio de análises genómicas abrangentes realizadas em estudos epidemiológicos bem planeados.”

O acidente de Chernobyl expôs milhões de pessoas na região circundante a contaminantes radioativos. Estudos forneceram muito do conhecimento atual sobre cancros causados ​​por exposições à radiação de acidentes em centrais nucleares. A nova pesquisa se baseia nessa base, usando o sequenciamento de DNA de última geração e outras ferramentas de caracterização genómica para analisar bioespécimes de pessoas na Ucrânia que foram afetadas pelo desastre.

O primeiro estudo investigou a antiga questão de saber se a exposição à radiação resulta em mudanças genéticas que podem ser transmitidas de pais para filhos, como foi sugerido por alguns estudos em animais. Para responder a essa pergunta, o Dr. Chanock e seus colegas analisaram os genomas completos de 130 pessoas nascidas entre 1987 e 2002 e seus 105 pares de mãe e pai.

Um ou ambos os pais eram trabalhadores que ajudaram a limpar o acidente ou foram evacuados porque moravam perto do local do acidente. Cada pai foi avaliado quanto à exposição prolongada à radiação ionizante, que pode ter ocorrido por meio do consumo de leite contaminado (ou seja, leite de vacas que pastavam em pastagens contaminadas por precipitação radioativa). As mães e pais experimentaram uma série de doses de radiação.

Os pesquisadores analisaram os genomas de crianças adultas em busca de um aumento num tipo particular de mudança genética hereditária conhecida como mutações de novo. Mutações de novo são mudanças genéticas que surgem aleatoriamente nos gametas de uma pessoa (espermatozoides e óvulos) e podem ser transmitidas aos filhos, mas não são observadas nos pais.

Para a gama de exposições à radiação experimentada pelos pais no estudo, não houve evidência dos dados de sequenciamento do genoma completo de um aumento no número ou tipos de mutações de novo em seus filhos nascidos entre 46 semanas e 15 anos após o acidente . O número de mutações de novo observadas nessas crianças foi muito semelhante ao da população em geral com características comparáveis. Como resultado, os resultados sugerem que a exposição à radiação ionizante do acidente teve um impacto mínimo, se algum, na saúde da geração subsequente.

“Vemos esses resultados como muito tranquilizadores para as pessoas que viviam em Fukushima na época do acidente em 2011”, disse o Dr. Chanock. “As doses de radiação no Japão são conhecidas por terem sido menores do que as registradas em Chernobyl.”

No segundo estudo, os investigadores usaram o sequenciamento de última geração para traçar o perfil das mudanças genéticas nos cancors da tireoide que se desenvolveram em 359 pessoas expostas na infância ou no útero à radiação ionizante de iodo radioativo (I-131) libertada pelo acidente nuclear de Chernobyl e em 81 indivíduos não expostos nascidos mais de nove meses após o acidente. O aumento do risco de cancro da tireoide foi um dos efeitos adversos à saúde mais importantes observados após o acidente.

A energia da radiação ionizante quebra as ligações químicas no DNA, resultando em vários tipos diferentes de danos. O novo estudo destaca a importância de um tipo específico de dano ao DNA que envolve quebras em ambas as fitas de DNA nos tumores da tireoide. A associação entre quebras de fita dupla de DNA e exposição à radiação foi mais forte para crianças expostas em idades mais jovens.

Em seguida, os investigadores identificaram os candidatos a “condutores” do cancro em cada tumor – os genes-chave nos quais as alterações permitiram que o cancro crescesse e sobrevivesse. Eles identificaram os conutores em mais de 95% dos tumores. Quase todas as alterações envolveram genes da mesma via de sinalização, chamada via da proteína quinase ativada por mitógeno (MAPK), incluindo os genes BRAF, RAS e RET.

O conjunto de genes afetados é semelhante ao que foi relatado em estudos anteriores sobre cancro da tireoide. No entanto, os pesquisadores observaram uma mudança na distribuição dos tipos de mutações nos genes. Especificamente, no estudo de Chernobyl, os cancros da tireoide que ocorreram em pessoas expostas a doses mais altas de radiação quando crianças eram mais propensos a resultar de fusões génicas (quando ambas as fitas de DNA são quebradas e as partes erradas são juntas novamente), enquanto aqueles pessoas não expostas ou expostas a baixos níveis de radiação eram mais prováveis ​​de resultar de mutações pontuais (alterações de um único par de bases em uma parte chave de um gene).

Os resultados sugerem que as quebras de fita dupla de DNA podem ser uma mudança genética precoce após a exposição à radiação no ambiente que subsequentemente permite o crescimento de cancros da tireoide. Suas descobertas fornecem uma base para estudos adicionais de cancros induzidos por radiação, particularmente aqueles que envolvem diferenças no risco em função da dose e da idade, acrescentaram os investigadores.

“Um aspecto emocionante desta pesquisa foi a oportunidade de vincular as características genómicas do tumor com informações sobre a dose de radiação – o fator de risco que potencialmente causou o cancro”, disse Lindsay M. Morton, Ph.D., vice-chefe da a Divisão de Epidemiologia de Radiação no DCEG, que liderou o estudo.

“O Atlas do Genoma do Cancro estabeleceu o padrão de como traçar um perfil abrangente das características do tumor”, continuou o Dr. Morton. “Estendemos essa abordagem para concluir o primeiro grande estudo de paisagem genómica em que a exposição potencial carcinogénica foi bem caracterizada, permitindo-nos investigar a relação entre as características específicas do tumor e a dose de radiação.”

Ela observou que o estudo foi possível com a criação do Banco de Tecidos de Chernobyl há cerca de duas décadas – muito antes de a tecnologia ter sido desenvolvida para conduzir o tipo de estudos genómicos e moleculares que são comuns hoje.

“Esses estudos representam a primeira vez que nosso grupo fez estudos moleculares usando as bioespécimes que foram coletadas por nossos colegas na Ucrânia”, disse o Dr. Morton. “O banco de tecidos foi criado por cientistas visionários para coletar amostras de tumor de residentes em regiões altamente contaminadas que desenvolveram cancro da tireoide. Esses cientistas reconheceram que haveria avanços substanciais em tecnologia no futuro, e a comunidade de pesquisa agora está beneficiando de sua previsão . “


Fonte da história:

Materiais fornecidos pelo NIH / National Cancer Institute . Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.


Referências de periódicos :

  1. Meredith Yeager, Mitchell J. Machiela, Prachi Kothiyal, Michael Dean, Clara Bodelon, Shalabh Suman, Mingyi Wang, Lisa Mirabello, Chase W. Nelson, Weiyin Zhou, Cameron Palmer, Bari Ballew, Leandro M. Colli, Neal D. Freedman, Casey Dagnall, Amy Hutchinson, Vibha Vij, Yosi Maruvka, Maureen Hatch, Iryna Illienko, Yuri Belayev, Nori Nakamura, Vadim Chumak, Elena Bakhanova, David Belyi, Victor Kryuchkov, Ivan Golovanov, Natalia Gudzenko, K. Cahoon, Paul Albert Vladimir Drozdovitch, Mark P. Little, Kiyohiko Mabuchi, Chip Stewart, Gad Getz, Dimitry Bazyka, Amy Berrington de Gonzalez, Stephen J. Chanock. Ausência de efeitos transgeracionais da exposição à radiação ionizante do acidente de Chernobyl . Science , 2021; eabg2365 DOI: 10.1126 / science.abg2365
  2. Lindsay M. Morton, Danielle M. Karyadi, Chip Stewart, Tetiana I. Bogdanova, Eric T. Dawson, Mia K. Steinberg, Jieqiong Dai, Stephen W. Hartley, Sara J. Schonfeld, Joshua N. Sampson, Yosi Maruvka, Vidushi Kapoor, Dale A. Ramsden, Juan Carvajal-Garcia, Charles M. Perou, Joel S. Parker, Marko Krznaric, Meredith Yeager, Joseph F. Boland, Amy Hutchinson, Belynda D. Hicks, Casey L. Dagnall, Julie M. Gastier -Foster, Jay Bowen, Olivia Lee, Mitchell J. Machiela, Elizabeth K. Cahoon, Alina V. Brenner, Kiyohiko Mabuchi, Vladimir Drozdovitch, Sergii Masiuk, Mykola Chepurny, Liudmyla Yu. Zurnadzhy, Maureen Hatch, Amy Berrington de Gonzalez, Gerry A. Thomas, Mykola D. Tronko, Gad Getz, Stephen J. Chanock. Perfil genômico relacionado à radiação do câncer papilar de tireoide após o acidente de Chernobyl . Ciência, 2021; eabg2538 DOI: 10.1126 / science.abg2538
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