Tossicologia e mutagenesi ambientale - Appunti Lezione 15

Marcatori di esposizione

Ricerca della presenza di una sostanza (metabolita)

 − Fluidi corporei (urine - sangue)

− Tessuti

Misura dell’interazione fra dose di una sostanza e

 sito biologico bersaglio (enzima - proteina strutturale

- componente cellulare - DNA) in un tessuto

− Addotti alle proteine

− Addotti al DNA

− [ SSB - siti labili agli alcali (danno primario al DNA)]

Addotti alle proteine

Sostanza chimica (metabolita) covalentemente legata

 ad una proteina (catene laterali aa)

− emoglobina (60 gg)

− albumina (30 gg)

Alcuni cancerogeni umani formano addotti alle

 proteine

Non c’è riparazione attiva degli addotti alle proteine

 − turnover addotti = turnover rispettive proteine

Esposizioni

Distanza esposizione-campionamento: pregresse

giorni - settimane - mesi

Addotti al DNA

Sostanza chimica (metabolita) covalentemente legata

 al DNA (nucleosidi)

− sangue intero - linfociti periferici separati - altro tessuto

− metodo chimico-specifico: caratterizzazione espositiva

− metodo aspecifico: qualunque addotto perturba un

certo enzima (nucleasi P )

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Molti cancerogeni umani (genotossici) formano addotti

 al DNA

C’è rimozione attiva degli addotti alle proteine

 − addotti aromatici in linfociti (< 1 mese) - addotti al N G

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(3-5 gg) - dimeri ciclobutano in fibroblasti cute (15 h)

− campionamento: ore - giorni

Esposizioni

recenti

Marcatori di effetto

Marcatori fisiologici o di effetto tardivo

 − Comparsa di effetti ritardati a medio-lungo termine:

alterazione di un parametro fisiologico

− Indicatori rischio di malattia

Marcatori genetici o di effetto precoce

 − Comparsa di effetti in tempi molto brevi (ore - giorni)

− Associabili ad una patologia: entrano a far parte in

maniera diretta od indiretta di uno dei meccanismi

patogenetici

− Indicatori rischio di malattia

Marcatori genetici

Danno primario al DNA

 − SSB - siti labili agli alcali - legami crociati

− Test di frammentazione del DNA (SCGE o

cometa)

Mutazione genica

 − Test HPRT

− Ricerca di mutazioni in geni del cancro (p53)

Test citogenetici (ex vivo - in vivo)

 − Test di mutazione cromosomica (ACS e

ACN)

− Test del micronucleo

− Test degli SCE

Polimorfismi genetici

Ampie variazioni interindividuali geneticamente

 determinate (polimorfismi) nell’attività di numerosi

enzimi

− metabolismo degli xenobiotici ed endogeno

− controllo della stabilità ed integrità del genoma

− stato ormonale ed immunitario

Impronta genetica costituita da alleli multipli

 − Diversa suscettibilità alle conseguenze esposizione

− differente livello di addotti e/o danno genotossico

− diversa incidenza cancro (od altra patologia)

Suscettibilità al danno genotossico

Variazioni del livello di danno negli individui

 − indotto (associato ad esposizione ambientale)

− spontaneo (modula i processi fisiologici endogeni)

Rilevanza delle differenze fenotipiche

 − Geni a bassa penetranza

− Ampie frazioni (50%) di una determinata popolazione

− Combinazioni di più alleli polimorfici ed esposizioni

ambientali possono incrementare la suscettibilità al

danno genotossico (ed al cancro)

− Alcuni polimorfismi possono essere protettivi

Marcatori di suscettibilità

Marcatori di esposizione o di effetto

 − Marcatori citogenetici (AC - MN - SCE)

Valutazione alterazioni citogenetiche in gruppi di:

 − controllo ed esposti (od affetti)

Suddivisione in gruppi in funzione dei genotipi

 risultanti dai polimorfismi considerati

Stima frequenze di danno fra i gruppi con genotipo

 differente fra controlli ed esposti (od affetti)

Un esempio

3.0 *

2.5

2.0

CA NS

1.5

% S

1.0

0.5

0.0 GSTM1+ GSTM1- GSTT1+ GSTT1-

Esposizione: fumo di sigaretta *S GSTM1- > AC

Polimorfisfmi: GSTM1 - GSTT1 vs.

Marcatore AC S GSTM1+

suscettibilità: Scarpato, 1996