DEITOX - CITEDEF
Departamento de Investigaciones Toxicológicas

CARCINOGÉNESIS QUÍMICA AMBIENTAL

Hoy se sabe que la enorme mayoría de los cánceres que padece el hombre tienen un origen ambiental. Por medio ambiente humano se entiende todo aquello que hace a la vida del hombre. El aire que respira, el agua que bebe, los alimentos, la radiación solar a la que se expone, sus hábitos, el trabajo que realiza, los fármacos que recibe, etc. Dentro de este conjunto de factores se destacan por su relevancia e incidencia el hábito de fumar, la alimentación, el consumo excesivo de alcohol y la radiación ultravioleta solar. La importancia de estos conceptos reside en que el conocimiento en detalle acerca de cuales son los componentes del medio ambiente involucrados, permitiría en principio concretar una prevención efectiva. El gran desafío es saber cuáles son las sustancias presentes en el medio ambiente humano que por su ubicuidad, potencia carcinogénica y particularidades en su modo de acción puedan explicar por sí los cánceres que se observan en la población. Muy pocas sustancias reúnen estas características, por ejemplo los hidrocarburos aromáticos policíclicos (que se producen en los procesos de combustión), la aflatoxina B1 (presente en alimentos contaminados con ciertas especies de hongos), las N-nitrosaminas (presentes en una gran variedad de alimentos y en el humo del cigarrillo), algunos productos de pirólisis de aminoácidos (producidos en las carnes asadas), las dioxinas, algunas aminas aromáticas, etc.

Sin embargo, en la gran mayoría de los casos todo parece indicar que los cánceres humanos provendrían de una conjunción de factores operando simultáneamente. La otra pregunta es ¿qué es lo que estas sustancias hacen de daño en los tejidos, que resulte en un cáncer? Es hoy muy grande el grado de conocimiento alcanzado al respecto y esto ha dado lugar a la visualización de maneras prácticas y factibles de prevenir la mayoría de los cánceres, y aún de imaginar para un futuro no muy lejano que hacer para conseguir terapéuticas mucho más eficientes que las actuales.

Una línea de trabajo de alto interés en el CEITOX tiene que ver con la Carcinogénesis Química Ambiental. Estos estudios estuvieron  dirigidos inicialmente hacia la comprensión de los mecanismos de carcinogenicidad de halometanos como el cloroformo y el tetracloruro de carbono. El primero se forma durante los procesos de cloración de aguas, y el segundo tiene un amplio uso industrial. Nuestros estudios permitieron establecer que su carcinogenicidad hepática estaría vinculada con las interacciones de sus metabolitos con determinadas fracciones de proteínas nucleares. Estos estudios fueron de interés para la EPA (Environmental Protection Agency, EE.UU.) quien los tuvo en cuenta para fijar tolerancias. También se realizaron estudios con otros carcinógenos relevantes como la tioacetamida, la aflatoxina B1 (una toxina fúngica contaminante de alimentos de gran relevancia sanitaria) y algunos hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Otra línea de estudio estuvo dirigida hacia las N-nitrosaminas. Son estas carcinógenos violentos presentes en el humo de cigarrillo; los alimentos; en algunas bebidas alcohólicas y en muchos otros productos, se puede decir que son carcinógenos omnipresentes. En el CEITOX evidenciamos su presencia en alimentos, plaguicidas y aún cervezas de producción nacional. Se realizó una labor intensa de difusión mediante cursos, conferencias y escritos acerca de cómo evitar su formación en estas matrices. Esto permitió a algunas empresas obtener productos libres de nitrosaminas y exportarlos y aún montar plantas llave en mano en el extranjero. Los estudios experimentales mecanísticos sobre la acción carcinogénica de estas sustancias permitieron a su vez evidenciar, que nitrosaminas presentes en el humo de cigarrillo pueden pasar por leche materna al lactante y allí reaccionar con el ADN de sus órganos para iniciar mutaciones y carcinogénesis. Otro tanto pudo verificarse en ovarios.

Se realizó un esfuerzo muy grande para mejorar la formación de recursos humanos en estos temas. Fue así que el Dr. Castro ganó una beca de la Unión Internacional contra el Cáncer  (UICC). En ese periodo aprendió procedimientos de  aislamiento y análisis de bases de ácidos nucleicos en la Internacional Agency for Research on Cancer (IARC) en Lyon, Francia, bajo la dirección de el Dr. R. Montesano. Esa estadía le permitió también aprender más sobre los avances que la epidemiología estaba apuntando a la génesis del cáncer humano.

A lo largo de esos años el laboratorio logró también que otros miembros del grupo se formaran en temas vinculados (la Dra. María I. Díaz Gómez en carcinogénesis química, la Dra. Élida Cignoli de Ferreyra en histoquímica, el Dr. Héctor M. Godoy en análisis de N-nitrosaminas, Carmen Rodríguez en metodologías de microscopía electrónica, María del Carmen Villarruel en análisis de carcinógenos en alimentos y Gerardo Castro en técnicas de GC-MS para el análisis de bases de ADN).

En los últimos seis años contamos con el apoyo del NIH para otro proyecto más, uno sobre el mecanismo de la carcinogenicidad del CCl₄ (era el inicio más lógico).  Este compuesto era nuestro pet preferido. Es hepato-carcinogénico y, para colmo, se lo había encontrado presente en aguas de consumo humano junto con su metabolito, el cloroformo.

En este proyecto se obtuvieron resultados interesantes. Uno de ellos fue observar que la activación a radicales libres •CCl₃, que había sido tan relevante en el caso de la necrosis hepática a nivel del retículo endoplásmico, también podía ocurrir en la membrana externa de preparados de núcleos totalmente libres de contaminación por retículo endoplásmico. La importancia reside en que los •CCl₃ son tan reactivos que no tienen capacidad para migrar desde el retículo endoplásmico distante (en términos moleculares) al núcleo. Pudo verificarse no solamente la unión al ADN, sino también a lípidos de su membrana y quizás lo más importante, a las distintas fracciones de las proteínas nucleares. También se estudió la naturaleza química de las interacciones de los •CCl₃  sobre las bases del ADN, algunos aminoácidos y lípidos.

Paralelamente, desarrollamos una actividad intensa en el campo de la carcinógénesis por N-nitrosaminas. En contraste con el caso del  CCl₄,  las nitrosaminas (ej.: dimetil; dietil; otras) son carcinógenos potentes y ubicuos en el medio ambiente (alimentos; bebidas alcohólicas; humo de cigarrillo, etc.) ¡En algunos casos pueden producir cáncer después de exponer los animales a una sola dosis!  La dimetilnitrosamina era particularmente atractiva para estudiar. Se activa de un modo parecido al CCl₄  (vía el CYP2E1). Sus efectos dañinos son mediados por la producción de un metabolito reactivo, el  ión carbonio  +CH₃.  Este reacciona con el ADN y las proteínas.

En esa época se consideraba que no había ninguna especie que fuera resistente a la acción tóxica de la dimetilnitrosamina.  Nosotros demostramos que no era así para el caso de la gallina (como pasaba con el CCl₄) y aún con otra ave; la paloma. Estas aves tienen una baja capacidad metabolizadora de Fase I.            .

En los estudios sobre el metabolismo pudimos verificar que la dietilnitrosamina (mucho más potente carcinógeno que la dimetilada) no parecía activarse igual que la dimetilnitrosamina. También verificamos la existencia de un camino metabólico reductivo para la dimetilnitrosamina, que conducía a la hidracina correspondiente. Ello parecía muy relevante porque se le atribuía en algunos estudios un rol en el cáncer de colon y a su vez se sabía que varias hidracinas producían cáncer de colon. Por ello fue interesante abordar el modelo experimental de los visones, los cuales a pesar de ser carnívoros no habían evidenciado cáncer de colon pero sí de hígado al exponerse a N-nitrosaminas en su alimento a base de pescado.

Se hicieron estudios en otros órganos de la  rata que fueron de interés, por ejemplo en el ovario, donde se verificaron interacciones con su ADN y proteínas, derivadas de un metabolismo activamente in situ. Ello pareció de alto interés debido a la presencia relevante de dimetilnitrosamina en el humo del tabaco y debido al riesgo que ello implicaba para descendencia que podía involucrar esas interacciones.

La exposición de la mujer que está amamantando a nitrosaminas fuertemente carcinogénicas presentes en el humo del tabaco (por ejemplo, dimetilnitrosamina; N-nitrosopirrolidina y N-nitrosonornicotina) también puede iniciar el proceso de mutagénesis y carcinogénesis en la cría que amamanta como se evidenció la formación de sus metabolitos reactivos con las bases de ADN.