Avaliação dos riscos teratogênicos e genotóxicos da exposição in útero a pesticidas em áreas de atividade agrícola do norte da Colômbia

Abstract

O departamento de Córdoba ao norte da Colômbia, caracteriza-se por sua vocação agrícola e pecuária. O vale do Rio Sinú é uma área que tem experimentado um aumento na produção agrícola, onde grandes quantidades de pesticidas piretróides sintéticos, organofosforados, carbamatos, triazinas, entre outros, são utilizadas para a manutenção das culturas. Nesta zona, a pulverização ocorre com bombas e tratores em proximidade de fontes de água, córregos, residências e escolas, gerando um aumento no risco de exposição da população geral. As crianças constituem um dos grupos mais vulneráveis a exposição ambiental a pesticidas. Seu sistema imunológico ainda está em desenvolvimento pelo que seus sistemas enzimáticos e metabólicos podem ser menos capazes de desintoxicar e excretar. Dentre esse grupo, os bebês expostos no útero e durante a vida neonatal precoce são particularmente vulneráveis. Vários estudos epidemiológicos examinaram a associação entre a exposição a pesticidas em mulheres grávidas que vivem em áreas agrícolas e o crescimento fetal, desenvolvimento intelectual, neurológico e a incidência de leucemias na infância. Na Colômbia a exposição aos pesticidas é um problema de saúde pública, mas os estudos são limitados. Não existem estudos que abordem os impactos das atividades agrícolas na população infantil em áreas agrícolas ao Norte da Colômbia, que, por suas características, poderiam estar em alto risco. Neste trabalho foi investigada a associação entre a exposição pré-natal (intraútero) a pesticidas e a presença de alterações citogenéticas e instabilidade genômica em células de cordão umbilical de recém- nascidos de regiões com alta atividade agrícola em zonas de fumigação de cultivos agrícolas do norte da Colômbia. Para este fim, foi avaliada a frequência de Micronúcleos (MN) e o ensaio de citoma, no sangue periférico e de cordão umbilical de pares de mães e seus filhos recém-nascidos. Foram estudadas as características demográficas da exposição e a possível interação dos pesticidas com genes e vias metabólicas a partir de biologia de sistema em sílico. A amostra foi composta por 86 mães com seus recém-nascidos (41 pares no grupo exposto e 45 pares no grupo controle). As mães participantes deste estudo eram de origem colombiana, não fumantes, com idade média de 23 anos (intervalo de 14 - 39 anos). Os principais pesticidas utilizados foram os organofosforados (38.8%) e piretróides (38,8%) também, seguido dos organoclorados (22,2%). A idade gestacional média foi 37,7 ± 2,2 semanas (24,2 - 41,0) e a prevalência de baixo peso ao nascer foi de 8,13%. O número de micronúcleos em células binucleadas como biomarcador de exposição e dano genômico foi maior na população exposta tanto em mães como em filhos, o que indica um maior risco para essa população. Para ensaio de micronúcleos binucleados como biomarcador de dano citotóxico, o índice calculado para a o grupo exposto foi de 1,99 e para o controle foi 207. Isto indica que uma proporção considerável das células de linfócitos avaliadas na população exposta dividiu-se mais de uma vez durante o período da citocinese. O estudo contribui com a discussão mundial sobre os efeitos das formulações de pesticidas utilizadas nos cultivos agrícolas em populações expostas e sua capacidade de penetrar a barreira placentária. Os dados gerados permitem uma melhor compreensão dos mecanismos de atuação das formulações de pesticidas, no desenvolvimento embrionário e na integridade genética, explorando seu papel como possíveis desencadeantes de processos carcinogênicos.

Introduction The department of Córdoba in the north of Colombia is characterized by its agricultural and livestock vocation; the Sinú River valley is an area that has experienced an increase in agricultural production, where large quantities of synthetic pyrethroid pesticides, organophosphates, carbamates, triazines, among others, are used to maintain crops. In this area, spraying takes place with pumps and tractors near water sources, streams, homes and schools, generating an increased risk of exposure for the general population. Children are one of the most vulnerable groups to environmental exposure to pesticides. Their immune systems are still developing, so their enzymatic and metabolic systems may be less able to detoxify and excrete pesticides. Among this group, babies exposed in utero and during early neonatal life are particularly vulnerable. Several epidemiological studies have examined the association between pesticide exposure in pregnant women living in agricultural areas and fetal growth, intellectual and neurological development and the incidence of childhood leukemias. In Colombia pesticide exposure has become a public health problem, a country that produces pesticides, the consequences can be seen in different communities, both urban and rural, but studies have been limited or scattered, which does not give a real picture of the consequences of the Green Revolution model in the country. However, there are no studies that address the impacts of agricultural activities on children living in agricultural areas in northern Colombia, which, due to their characteristics, could be at high risk of being affected. Target. In line with these observations, this study investigated the association between prenatal (in utero) exposure to pesticides and the presence of cytogenetic alterations and genomic instability in umbilical cord cells of newborns from regions with high agricultural activity in agricultural crop fumigation zones in northern Colombia. Methodology. To this end, the frequency of Micronuclei (MN) and the cytome assay were evaluated in the peripheral and umbilical cord blood of "pairs" consisting of mothers and their newborn children, simultaneously), the demographic characteristics of exposure and the possible interaction of pesticides with genes and metabolic pathways will be studied using in silico. Results: For the exposed group, 41 mothers with their newborns and for the control group, 45 mothers with their newborns. The mothers taking part in this study were of Colombian origin, non- smokers, with a mean age of 23.70 years ± 5.657 years (minimum of 14 years and maximum of 39 years) and gestational age of 37.7 ± 2.17 weeks (minimum of 24.2 weeks and maximum of 41.0 weeks). The prevalence of low birth weight was 8.13%. About the use of pesticides, the largest group used were Organophosphates (38.8%) and Pyrethroids (38.8%), while Organochlorines (22.2%) were used less frequently. For the MNCB-CYT test as a biomarker of cytotoxic damage, the IND calculated by Fenech 2007 (NDI1⁄4(M1 +2M2 +3M3 +4M4)/N) for the exposed population was 1.99 and for the control population it was 2.07. This indicates that a considerable proportion of the lymphocyte cells evaluated in the control population divided more than once during the cytokinesis period. The number of MN in binucleated cells as a biomarker of exposure and genomic damage was higher in the exposed population in both mothers and children, indicating a higher risk for this population. Conclusion: The study contributes to the global discussion on the effects of pesticide formulations used in agricultural crops on exposed populations and their ability to penetrate the placental barrier. The data generated allows for a better understanding of the mechanisms of action of pesticide formulations on embryonic development and the integrity of the placenta.