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Rodenticidas: disruptores endocrinos con alto potencial para afectar la salud humana

Resumen en español

Los plaguicidas son sustancias ampliamente utilizadas en el control de plagas en todo el planeta y de su uso depende gran parte de la disponibilidad de alimentos requeridos por la sociedad, favoreciendo la seguridad alimentaria de las poblaciones. Si bien existe abundante información toxicológica sobre estos productos, cada día son reportados nuevos procesos moleculares activados por la exposición a los mismos, expandiendo su perfil toxicológico al incluir la disrupción endocrina y las alteraciones epigenéticas para estas moléculas biocidas. La regulación epigenética modula procesos biológicos normales y patológicos de los organismos, y en ella la metilación del ADN es llevada a cabo por metiltransferasas del ADN (DNMT), enzimas claves durante la expresión de los genes. Muchas sustancias químicas han demostrado que regulan las funciones epigenéticas mediante la inhibición de las DNMT, incluidos los pesticidas. No obstante, la identificación de sus blancos a nivel tóxico-dinámico sigue elusiva. En este trabajo fueron evaluadas varias DNMTs humanas como blancos potenciales de pesticidas, empleando el cribado virtual de 1038 pesticidas sobre DNMT1 (3SWR) y DNMT3A (2QRV). Los cálculos de acoplamiento molecular para los complejos DNMTspesticidas fueron realizados utilizando AutoDock Vina; la afinidad de unión proteína-ligando, al igual que los patrones de contacto evaluados, fueron los criterios de selección aplicados para identificar los pesticidas con alto potencial para ser considerados ligandos virtuales de las DNMTs. Los tres mejores complejos DNMT-pesticida seleccionados de acuerdo con sus altos valores de afinidad (kcal/mol), tanto para DNMT1 como para DNMT3A, fueron Flocoumafen (-12.5; - 9.9), Brodifacoum (-12.4; -8.4) y Difenacoum (-12.1; -8.7). Estas sustancias químicas pertenecen a los rodenticidas de segunda generación. Los residuos que se predijeron con mayor frecuencia para los complejos DNMT1-pesticida fueron Trp1170A, Phe1145A, Asn1578A, Arg1574A y Pro1225A; mientras que para DNMT3A fueron Arg271B, Lys740A y Glu303B. Estos resultados sugieren que los rodenticidas utilizados para el control de roedores podrían ser buenos ligandos de la DNMT modulando las metilaciones del ADN. Una hipótesis evaluada a partir de estos resultados postulaba a los rodenticidas como sustancias capaces de interaccionar con otros blancos celulares. Para tal efecto, fue realizada una búsqueda virtual para identificar dianas humanas del flocoumafen, un rodenticida del tipo superwarfarina. El proceso incluyó la realización de acoplamientos moleculares ciegos sobre 841 proteínas humanas implicadas en diversos procesos biológicos empleando AutoDock Vina, seleccionando los mejores complejos de igual forma a lo descrito para los plaguicidas. Los resultados sugieren que el flocoumafen podría ser un ligando promiscuo para múltiples rutas bioquímicas. Los mejores complejos proteína-flocoumafen fueron para la prostaglandina F sintasa y la albúmina sérica (≤ -14.0 kcal/mol), seguidos del receptor de glucocorticoides 2, la metaloproteinasa de matriz-9, el receptor nuclear ROR-alfa y el receptor de activina tipo 1, todos ellos con puntuaciones ≤ -13.5 kcal/mol. La validación del método de acoplamiento basada en re-acoplamientos demostró que el protocolo usado permite reproducir adecuadamente las correspondientes posturas co-cristalizadas. Alternativamente, simulaciones con dinámica molecular sugirieron que el complejo prostaglandina Fflocoumafen es termodinámicamente estable; las redes de interacción proteína-proteína construidas con las principales dianas proteicas revelaron que la proteína quinasa B (AKT1), la proteína ribosómica S6 quinasa B1 (RPS6KB1), la subunidad catalítica alfa de la fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato 3-cinasa (PIK3CA), el receptor de retinoides X alfa (RXRA) y la subunidad catalítica alfa de la proteína fosfatasa 2 (PPP2CA) fungen como proteínas centrales de señalización mediadas por flocoumafen. Por su parte, el análisis de Gene Ontology para el flocoumafen al actuar sobre sus blancos moleculares reveló que, el proceso biológico mayormente impactado fue la respuesta celular al estímulo endógeno, la función molecular de mayor afectación está relacionada con la unión a proteínas y el complejo TOR fue el componente celular más comprometido. Estos resultados deberían motivar la realización de más pruebas de ecotoxicidad para el flocoumafen y otras superwarfarinas presentes en nuestros ambientes, generando de esta manera datos para aportar evidencias en la toma de decisiones, contribuyendo a una legislación preventiva con aras de minimizar la exposición a estas sustancias químicas con alta capacidad de disrupción endocrina. Este hallazgo, además señala importantes implicaciones ambientales y clínicas, ya que las vías epigenéticas y la homeostasis endocrina son críticas en el desarrollo de las enfermedades.