doi: 10.56294/dm2024253

 

ORIGINAL

 

Systematization of research on the incidence of pesticides in people, use of biomarkers

 

Sistematización de investigaciones sobre incidencia de pesticidas en las personas, uso de biomarcadores

 

Edisson Vladimir Maldonado Mariño1  *, Dario Orlando Siza Saquinga2  *, Diego Eduardo Guato Canchinia1  *, Alexander Javier Ramos Velastegui1  *

 

1Universidad Regional Autónoma de Los Andes, Sede Ambato, Ecuador.

2Hospital General Docente, Ambato, Ecuador.

 

Citar como: Maldonado Mariño EV, Siza Saquinga DO, Guato Canchinia DE, Ramos Velastegui AJ. Systematization of research on the incidence of pesticides in people, use of biomarkers. Data and Metadata. 2024; 3:253. https://doi.org/10.56294/dm2024253

 

Recibido: 12-09-2023                   Revisado: 18-02-2024                   Aceptado: 09-06-2024                Publicado: 10-06-2024

 

Editor: Prof. Dr. Javier González Argote

 

ABSTRACT

 

Currently the use of pesticides in agriculture has expanded in the search for greater productivity. These products can harm people’s health in various ways. These effects can be captured through the use of genotoxicity biomarkers. The objective of this research is to systematize studies on biomarkers of genotoxicity of people exposed to pesticides in South America. The PRISMA method was applied to determine the studies to be analyzed. 15 documents met the inclusion criteria. Among the adverse health effects perceived in studies are neurological, respiratory, dermatological and endocrine disorders, as well as an increased risk of cancer. The main biomarkers identified are the comet assay, the cytokinesis blockade micronucleus assay, and the buccal cytoma micronucleus assay. Polymerase chain reaction, chromosomal aberrations, flow cytometry, and fluorescence in situ hybridization were also taken into account. Limitations were determined by biomarker. The usefulness of using multiple biomarkers is highlighted for a more complete and precise evaluation of pesticide exposure and genotoxic damage in agricultural workers in South America. The establishment of protective measures for workers against the use of pesticides and opting for the use of pesticides of biological origin will contribute to the preservation of people’s health.

 

Keywords: South America; Pesticides; Biomarker; Limitations.

 

RESUMEN

 

En la actualidad el uso de pesticidas en la agricultura se ha extendido en la búsqueda de mayor productividad. Estos productos pueden dañar la salud de las personas de diversas maneras. Estas afectaciones pueden captarse a través del uso de biomarcadores de genotoxicidad. La presente investigación tiene como objetivo sistematizar los estudios sobre biomarcadores de genotoxicidad de personas expuestas a pesticidas en América del Sur. Se aplicó el método PRISMA para la determinación de los estudios a analizar. Cumplieron los criterios de inclusión 15 documentos. Entre los efectos adversos en la salud que se perciben en los estudios son trastornos neurológicos, respiratorios, dermatológicos y endocrinos, así como un mayor riesgo de cáncer. Los principales biomarcadores que se identifican son el ensayo cometa, el ensayo de micronúcleos de bloqueo de citocinesis y el ensayo de micronúcleos en citoma bucal. También se tuvieron en cuenta la reacción en cadena de polimerasa, las aberraciones cromosómicas, la citometría de flujo y la hibridación in situ por fluorescencia. Se determinaron limitaciones por biomarcador. Se señala la utilidad de emplear múltiples biomarcadores para una evaluación más completa y precisa de la exposición a pesticidas y el daño genotóxico en los trabajadores agrícolas de Sur América. El establecimiento de medidas de protección para los trabajadores ante el uso de pesticidas y apostar por el empleo de pesticidas de origen biológico, contribuirá a la preservación de la salud de las personas.

 

Palabras clave: América del Sur; Plaguicidas; Biomarcador; Limitaciones.

 

 

 

INTRODUCCIÓN

La exposición de los agricultores a los pesticidas puede tener efectos perjudiciales para su salud, incluyendo el riesgo de problemas genéticos y otros efectos adversos. Los biomarcadores de genotoxicidad son herramientas valiosas en la evaluación del impacto de los pesticidas sobre el material genético de los agricultores y otros trabajadores expuestos. Estos biomarcadores pueden detectar cambios en el ADN que pueden indicar daño genético causado por la exposición a pesticidas.

Estos productos están destinados a prevenir, destruir, atraer, repeler o combatir cualquier plaga, incluidas las especies indeseadas de plantas o animales, sin embargo su uso inadecuado ha generado un aumento de la contaminación del agua lo cual favorece su volatilidad y afectación de la biota normal de la naturaleza, por ende el ser humano se encuentra indirectamente expuesto a la misma en menor o mayor medida dependiendo su situación geográfica y ocupación.(1) Los pesticidas se pueden clasificar dependiendo su origen en inorgánico, orgánicos naturales o sintéticos, y biológicos, también acorde a lo propuesto por la Organización Mundial de la Salud (OMS) se lo clasifica según su grado de toxicidad (tabla 1).(2)

 

Tabla 1. Clasificación de los pesticidas de acuerdo a su origen

Origen

Composición

Grado de toxicidad

Inorgánico

Elementos químicos: fósforo, mercurio, arsénico, cadmio, plomo, cobre y zinc

Ia Sumamente peligroso

Ib Muy peligroso

Orgánico

Naturales:

·         Botánicos

·         Microbianos

·         Minerales

II Moderadamente peligroso

III Poco peligroso

 

Sintéticos:

·         Organoclorados

·         Organofosforados

·         Carbamatos

·         Piretroides

Biológicos

Microbianos

Botánicos

Feromonas

III Poco peligroso

IV Poco probable que presente un peligro agudo

Fuente: Elaborado a partir de (1,2)

 

Los pesticidas inorgánicos están compuestos principalmente por elementos químicos como nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre y algunos micronutrientes, que pueden provocar la acumulación de metales pesados en la tierra y, a largo plazo, reducir la fertilidad del suelo, la erosión y la contaminación del agua. Estos efectos negativos pueden afectar la productividad y aumentar la exposición a pesticidas. (3) Además, la exposición a metales pesados presentes en los pesticidas puede causar efectos nocivos en la salud de los agricultores y los consumidores.

Los pesticidas de origen orgánico más utilizados son los de origen sintético debido a su bajo costo y facilidad de producción, así como su efectividad contra plagas y enfermedades específicas. Aunque están diseñados para ser menos tóxicos para los humanos y el medio ambiente y tienen una vida útil más prolongada, todavía tienen potencial tóxico. Los organofosforados, carbamatos y piretroides son los pesticidas orgánicos sintéticos más utilizados y pueden ser absorbidos por la piel, inhalados o ingeridos, lo que puede causar efectos agudos y crónicos en la salud.(4,5) Estos pesticidas inhiben la acción de la enzima colinesterasa, importante en la transmisión nerviosa, lo que puede provocar un aumento en los niveles de acetilcolina y una sobre-exitación del sistema nervioso central. La exposición crónica a estos pesticidas se ha asociado con diferentes tipos de neoplasias, como el linfoma no Hodgkin, el cáncer de próstata y el cáncer de pulmón.

Actualmente, se ha desarrollado una nueva tendencia en el uso de pesticidas llamados “eco-friendly” o biopesticidas, que causan menos daño al medio ambiente y a las personas. Estos pesticidas biológicos utilizan organismos vivos o compuestos derivados de ellos para el control de plagas. En particular, los hongos son los microorganismos más utilizados en la industria de los biopesticidas debido a su capacidad específica para combatir patógenos seleccionados.(6) Vale destacar que el costo elevado de producción y adquisición limita su uso entre la población, aunque su uso ha ido en aumento.

La exposición a los pesticidas puede ser directa o indirecta, a través de sus actividades laborales, agrícolas o domésticas, debido a la contaminación ambiental. Las vías principales de exposición son la dérmica, oral y respiratoria. Los agricultores tienen un mayor riesgo de exposición dérmica debido a que están expuestos a salpicaduras, derrames o dispersión de pesticidas durante sus actividades laborales.(7) Además, la exposición oral y la inhalación también son formas comunes de exposición, y pueden ser peligrosas para la salud, especialmente para los agricultores, debido a que los pesticidas pueden encontrarse en alimentos contaminados o inhalarse durante la aplicación de los mismos.

Se sabe que los pesticidas pueden tener efectos tóxicos, mutagénicos y carcinogénicos que desencadenan enfermedades. La exposición prolongada a los pesticidas se ha asociado con alteraciones hormonales que pueden causar anormalidades reproductivas, así como enfermedades neurodegenerativas y neoplasias en humanos. Varios estudios epidemiológicos han informado sobre la relación entre la exposición laboral a pesticidas y diferentes tipos de cáncer, como el cáncer de pulmón, colon, recto, páncreas, vejiga y estómago. Un estudio reciente realizado en Brasil encontró que la exposición a pesticidas estaba relacionada con efectos en el sistema nervioso central, cáncer, intoxicaciones, malformaciones y cambios endocrinos. Estos riesgos están presentes principalmente en las poblaciones de áreas rurales donde la agricultura es la principal fuente de ingresos económicos.(8)

Existen muchos factores que pueden ser químicos, físicos o biológicos capaces de generar lisis celular, sin embargo, muchos de estos factores no necesariamente pueden llevar a la célula a su muerte, pero si dañar el material genético de la misma, a estos se los llama genotoxinas. Aunque existen varios mecanismos de reparación del ácido desoxirribonucleico (ADN) muchos de estos no son capaces de repararlo completamente lo que da lugar a que las siguientes generaciones de células posean un material genético alterado.(9) Los pesticidas pueden causar daño en el ADN  ya que son genotóxicos y puede provocar alteraciones cromosómicas, genéticas y epigenéticas.

El daño cromosómico causado por genotóxicos se debe principalmente a dos mecanismos: daño directo al ADN y acumulación de radicales libres. El primer mecanismo se produce cuando los pesticidas se unen directamente al ADN, provocando rupturas en la estructura de la doble hélice y generando daño en la cromatina. Esto altera la estructura tridimensional del ADN, que regula la función celular y aumenta el riesgo de mutaciones. Los pesticidas también pueden provocar modificaciones en las bases nitrogenadas y los aductos covalentes del ADN, dando lugar a la formación de mutaciones. Existen muchos genes implicados en estos procesos, pero algunos de los más relevantes son los relacionados con la acetilcolinesterasa, la butirilcolinesterasa y la dopamina-beta-hidroxilasa. (10,11) El segundo mecanismo se produce por la acumulación de radicales libres, que son moléculas altamente reactivas generadas por factores internos y externos como la exposición a pesticidas y otros químicos tóxicos. Los pesticidas pueden provocar una acumulación de radicales libres al interferir con las enzimas antioxidantes y la función mitocondrial los que provoca un aumento en las especies reactivas de oxígeno (ROS) y de radicales libres. La activación de ciertas proteínas como NF-κB, BCL2 y ATM puede desencadenar la generación de radicales libres durante la reparación del ADN y la apoptosis. La acumulación de radicales libres se asocia con diferentes enfermedades y procesos patológicos.(12,13)

Los daños genéticos están determinados por la modulación de los mecanismos de reparación del ADN. El uso de pesticidas puede generar efectos adversos en estos mecanismos, ya que puede causar una inhibición enzimática de polimerasas y exonucleasas, lo que afecta a proteínas importantes como RAD51 y BRCA1, la enzima polimerasa beta y la exonucleasa Trex1 que son esenciales para la reparación del ADN. También puede formarse aductos de ADN, que impiden la replicación y reparación del material genético. Como resultado, esto aumenta la probabilidad de que se produzca un daño genético persistente y acumulativo, lo que puede activar biomarcadores de genotoxicidad, como la presencia de mutaciones y roturas cromosómicas, que se relacionan con un mayor riesgo de padecer enfermedades crónicas en el futuro.(14)

Los pesticidas pueden provocar daños a nivel epigenético por dos mecanismos principales. El primer mecanismo es el estrés oxidativo, el cual produce un aumento en la producción de ROS en las células, lo que disminuye su capacidad de neutralizarlos y promueve el daño a lípidos, ácidos nucleicos y proteínas celulares. Los pesticidas pueden activar la vía de señalización del factor nuclear kappa B (NF-κB) y la vía Nrf2-Keap1, lo que afecta la expresión génica de proteínas antioxidantes y aumenta el riesgo de mutaciones. También pueden provocar alteraciones en el sistema citocromo P450 (CYP), lo que aumenta la producción de ROS. El estrés oxidativo también puede dañar las proteínas de reparación del ADN, como la proteína ATM, lo que reduce su capacidad para detectar anomalías y aumenta la susceptibilidad a los pesticidas.(11,12,13) El segundo mecanismo es la activación de vías de señalización celular, que puede provocar cambios en la regulación de la apoptosis, la reparación del ADN y la respuesta inflamatoria. Los pesticidas pueden activar la vía de señalización de P53 y las caspasas, lo que puede llevar a efectos tóxicos en las células y los tejidos y aumentar el riesgo de enfermedades como el cáncer. También pueden afectar la MAP quinasa, lo que provoca la fragmentación del ADN y la activación de biomarcadores de genotoxicidad y acumulación de radicales libres.(15)  La vía de señalización de la proteína BCL2 y de la Proteína NF-κB también pueden sufrir mutaciones, lo que disminuye la supervivencia celular y provoca la activación de la apoptosis. En general, los pesticidas pueden inducir daños epigenéticos que aumentan el riesgo de padecer enfermedades crónicas no transmisibles como Alzheimer, enfermedad de Parkinson, esclerosis lateral amiotrófica (ELA), hepatitis crónica, cirrosis, enfermedad coronaria y la insuficiencia cardíaca.

Es importante tener en cuenta que ciertos mecanismos pueden tener efectos combinados sobre diferentes tipos de daño. Por ejemplo, el estrés oxidativo puede causar tanto daño genético como epigenético, y la modulación de los mecanismos de reparación del ADN puede afectar tanto al daño genético como al cromosómico.

Los biomarcadores de genotoxicidad se basan en la evaluación de diferentes parámetros biológicos que permiten determinar la presencia de daño en el ADN de las células expuestas a los pesticidas, los más utilizados son:

·      Los micronúcleos (MN) son pequeñas estructuras esféricas que contienen cromatina visible en el citoplasma celular y aparecen cerca del núcleo principal durante la división celular.(9) Se señala que ciertos factores como errores de replicación del ADN, radiación y sustancias genotóxicas, pueden causar pérdida cromosómica, lo que resulta en fragmentos de cromosomas acéntricos que no se incluyen en el núcleo de la célula hija y forman MN. Además, la inestabilidad genómica y la agregación de minutos dobles también pueden conducir a la formación de MN. La presencia de MN se asocia a daños en el ADN o inestabilidad genómica.(16) Se utilizan diferentes tipos de ensayos de micronúcleos, incluyendo el ensayo de micronúcleos de bloqueo de citocinesis (CBMN), el ensayo de micronúcleos de eritrocitos (MNE) y el ensayo de micronúcleos en células del estroma bucal. Estos ensayos se utilizan principalmente en estudios in vivo o in vitro de genética molecular para investigar los mecanismos subyacentes al daño genotóxico y evaluar la respuesta celular al daño del ADN, biomonitoreo, evaluación de efectos de medicamentos y terapias, así como en pruebas predictivas de neoplasias.

·      El ensayo cometa o electroforesis unicelular en gel es una técnica muy sensible y específica que permite detectar el daño en el ADN de cadena simple y doble en células. Para realizar este ensayo, se utiliza agarosa para incrustar las células, seguido de una lisis alcalina para liberar el ADN y una electroforesis que produce una “cola de cometa”. El grado de migración es proporcional al daño del ADN, con roturas de cadena simple resultando en una cola de cometa corta y ancha, mientras que roturas de cadena doble resultan en una cola larga y delgada. La intensidad de fluorescencia y longitud de la cola de cometa se utilizan para evaluar el daño del ADN, siendo las células con ADN dañado las que presentan manchas difusas o colas de cometa largas y mayor fluorescencia. Este ensayo puede ser una herramienta útil para evaluar la genotoxicidad de los pesticidas en trabajadores agrícolas expuestos.(17)

·      El ensayo de citogenética en líneas celulares es una técnica de biomarcador de genotoxicidad que examina los cromosomas de las células tratadas con sustancias genotóxicas como los pesticidas para detectar anomalías cromosómicas, como roturas, deleciones, duplicaciones, inversiones y translocaciones.(18)  Se puede realizar mediante diferentes técnicas, como el análisis de metafases o el análisis de aberraciones cromosómicas. Los linfocitos de sangre periférica son las células más usadas para realizar el ensayo de citogenética en trabajadores agrícolas expuestos. Este ensayo proporciona información valiosa sobre el daño genético a nivel celular y es relativamente fácil de realizar. Además, se han encontrado resultados significativos en estudios realizados en trabajadores agrícolas expuestos a pesticidas.

·      El ensayo de hibridación in situ fluorescente (FISH) es una técnica que se utiliza para detectar anomalías cromosómicas en las células tratadas con pesticidas. Esta técnica se basa en la hibridación de una sonda de ADN fluorescente específica con una secuencia de ADN particular en los cromosomas de las células en metafase. La FISH permite la detección de anomalías cromosómicas en células individuales, lo que proporciona información valiosa sobre la heterogeneidad celular y la variabilidad intra-individual en la respuesta genotóxica a los pesticidas. Los estudios llevados a cabo en Colombia han demostrado que la utilización de esta técnica puede ayudar a identificar células con anomalías cromosómicas específicas y a comprender los mecanismos moleculares que causan los efectos genotóxicos de los pesticidas.(19)

·      La PCR (reacción en cadena de polimerasa) se ha utilizado para evaluar la genotoxicidad de los pesticidas en trabajadores agrícolas debido a su alta sensibilidad y especificidad para detectar cambios en la expresión génica en respuesta a la exposición a pesticidas.(20) Esta técnica se basa en la amplificación de una región específica del ADN y la cuantificación de la cantidad de producto amplificado en cada ciclo de amplificación. La expresión de genes relacionados con la genotoxicidad, como los involucrados en la reparación del ADN, se puede medir en muestras de sangre o tejido.

·      La citometría de flujo permite medir las propiedades de las células individuales, como el tamaño, la complejidad celular, la viabilidad y la presencia de moléculas específicas en la superficie celular o en el núcleo.(21) Para el análisis, las células se tratan con un agente fluorescente que se une a las roturas del ADN y luego se analizan de forma individual mediante un instrumento de citometría de flujo, que mide la intensidad de la fluorescencia emitida por los fluoróforos presentes en las células. Las células con roturas del ADN presentan una mayor fluorescencia que las células sin daño. La citometría de flujo es una técnica muy sensible y específica para detectar roturas de cadena simple o doble en el ADN, lo que la hace una herramienta útil para evaluar la genotoxicidad de los pesticidas en trabajadores agrícolas expuestos. Los estudios que utilizan la citometría de flujo han encontrado un aumento en la frecuencia de células con daño en el ADN en trabajadores agrícolas expuestos a pesticidas en comparación con los controles no expuestos.

Los pesticidas pueden causar carcinogénesis en las células a través de diferentes mecanismos de acción, como daño directo en el ADN, actuar como agentes promotores o cocarcinógenos, interferir con la reparación del ADN, inducir estrés oxidativo, alterar los procesos de señalización celular, disfunción mitocondrial y contribuir a la inflamación crónica y la formación de lesiones preneoplásicas.(22) Al provocar mutaciones y alteraciones en los genes reguladores del ciclo celular, los pesticidas pueden desencadenar procesos anómalos de crecimiento y proliferación celular que pueden conducir a la formación de tumores. La exposición a pesticidas y otros contaminantes ambientales es un factor importante en la carcinogénesis y aunque se están estudiando los mecanismos específicos de acción de los pesticidas en las células, este proceso es multifactorial y complejo.

Por lo anteriormente expuesto la investigación actual tiene como objetivo sistematizar los estudios sobre biomarcadores de genotoxicidad de personas expuestas a pesticidas en América del Sur. Además, se tendrán en cuenta las limitaciones de los biomarcadores en cada estudio.

 

MÉTODOS

La presente investigación es una revisión sistemática, utilizando el método PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses).

Los criterios de inclusión planteados fueron los siguientes:

·      Estudios publicados en inglés o español.

·      Estudios que hayan evaluado los biomarcadores de genotoxicidad en trabajadores agrícolas de Sudamérica expuestos a pesticidas.

·      Estudios que presenten datos relevantes y completos sobre los biomarcadores de genotoxicidad utilizados y sus limitaciones y desafíos en la evaluación de la exposición a pesticidas en trabajadores agrícolas de Sudamérica.

·      Estudios que se hayan llevado a cabo en humanos.

·      Estudios publicados en los últimos 5 años.

Los criterios de exclusión fueron los siguientes:

·      Estudios que no hayan evaluado los biomarcadores de genotoxicidad en trabajadores agrícolas de Sudamérica expuestos a pesticidas.

·      Estudios que presenten datos incompletos o poco relevantes sobre los biomarcadores de genotoxicidad utilizados y sus limitaciones y desafíos en la evaluación de la exposición a pesticidas en trabajadores agrícolas de Sudamérica.

·      Estudios que se hayan llevado a cabo en animales o in vitro.

·      Estudios que sean revisiones sistemáticas, metaanálisis o comentarios.

·      Estudios publicados antes de los últimos 5 años.

La búsqueda de las investigaciones se realizó en 2 bases de datos electrónicas relevantes, PubMed y Science Direct. Se utilizaron palabras claves para la búsqueda como: “Genotoxic biomarkers” or “Genotoxicity biomarkers”, “Pesticides”, “Agricultural workers”, “Exposure” y “South America”. Durante la búsqueda, se utilizaron algoritmos para identificar los estudios que contenían los términos de interés en su título, palabras clave y/o resumen.

Los algoritmos utilizados para PubMed fueron: ((“biomarkers of genotoxicity” OR “genotoxic biomarkers” OR “DNA damage biomarkers” OR “genetic damage biomarkers” OR “genotoxicity markers”) AND (“pesticides” OR “agrochemicals” OR “agricultural chemicals” OR “pesticide exposure”) AND (“farm workers” OR “agricultural workers” OR “rural workers”) AND (“South America” OR “Latin America” OR “Andean Region” OR “Amazon Region” OR “Southern Cone” OR “Caribbean”)) AND (“humans”[MeSH Terms] AND English[lang] AND “last 5 years”[dp]).

Mientras que los algoritmos de búsqueda utilizados en Science Direct: “genotoxic biomarkers” OR “biomarkers of genotoxicity” OR “DNA damage biomarkers” OR “genetic damage biomarkers” OR “genotoxicity markers” AND “pesticide exposure” OR “pesticides” OR “agrochemicals” AND “farm workers” OR “agricultural workers” OR “rural workers” AND “South America” OR “Latin America” OR “Andean Region” OR “Amazon Region” OR “Southern Cone” OR “Caribbean”.

Debido a la posible variabilidad metodológica entre los estudios seleccionados, incluyendo el diseño del estudio, la exposición y los métodos de evaluación de los resultados, se decidió no realizar un metanálisis para combinar los resultados. En su lugar, se llevó a cabo una síntesis narrativa para analizar las fortalezas y limitaciones de la evidencia actual en relación con los biomarcadores de genotoxicidad utilizados en la evaluación de la exposición a pesticidas en trabajadores agrícolas de Sur América.

 

Figura 1. Diagrama de flujo PRISMA para la identificación y selección de estudios primarios relacionados con la problemática de investigación

 

RESULTADOS

La aplicación del PRISMA llevó a que existen 15 estudios que cumplen con los criterios de inclusión y que se encuentran publicados en revistas del cuartil 1 y 2 según Scimago. Los estudios tomados fueron realizados en diferentes países de América del Sur, sin embargo, no se obtuvieron datos de todos los países de que lo conforman. El país que más publicaciones posee es Brasil con el 53,3 % de artículos publicados, seguido de Argentina y Colombia con el 13,3 % respectivamente, para continuar en menor medida por Ecuador, Paraguay y Bolivia con el 6,6 %.

En la presente revisión sistemática, se encontró que la mayoría de los estudios revisados utilizaron diferentes biomarcadores de genotoxicidad para evaluar la exposición a pesticidas en trabajadores agrícolas. El ensayo cometa, el ensayo de micronúcleos de bloqueo de citocinesis y el ensayo de micronúcleos en citoma bucal fueron los biomarcadores más comúnmente utilizados. También, algunos estudios utilizaron la reacción en cadena de polimerasa, las aberraciones cromosómicas, la citometría de flujo y la hibridación in situ por fluorescencia. De estos biomarcadores, se encontró que el ensayo cometa fue uno de los biomarcadores más sensibles para detectar el daño genético en trabajadores agrícolas expuestos a pesticidas en Sur América.

Por otro lado, el ensayo de micronúcleos de bloqueo de citocinesis se utilizó ampliamente y es un método útil para detectar la rotura cromosómica y la pérdida de material cromosómico. El ensayo de micronúcleos en citoma bucal, por su parte, es no invasivo y, por lo tanto, menos traumático para los participantes, y se utilizó para evaluar el daño en el ADN en las células de la mucosa oral.(23,24)

Además de los biomarcadores de genotoxicidad previamente mencionados, algunos estudios también utilizaron biomarcadores específicos para evaluar la exposición a pesticidas en trabajadores agrícolas de Sur América a nivel genético. La reacción en cadena de polimerasa (PCR) se utilizó para detectar mutaciones genéticas específicas en genes relacionados con el metabolismo de pesticidas y la reparación del ADN. En este sentido, se estudiaron genes como MTHFR C677T, TERT GT/TT, PON1 y SOD2, también se estudiaron polomorfismos de nucleótido único en genes relacionados con la respuesta inmune como XRCC1, IL6, IL6R, TNF-α y MIR137. Por su parte, las aberraciones cromosómicas también se utilizaron como biomarcador para evaluar el daño en el ADN y la rotura cromosómica. La citometría de flujo se utilizó para evaluar y determinar la proporción de linfocitos T (CD3+CD4+ y CD3+CD4+CD25+FOXP3+) y marcadores de activación.(25,26) Por último, la hibridación in situ por fluorescencia se utilizó para detectar y evaluar la inestabilidad cromosómica y la heterogeneidad clonal debido a la exposición química de los pesticidas.(27)

Además, es posible observar una clara relación entre la exposición laboral a plaguicidas y la aparición de diversas enfermedades potencialmente severas. En particular, se ha demostrado que la exposición a plaguicidas puede aumentar el riesgo de desarrollar cáncer, trastornos neurológicos, trastornos reproductivos, trastornos endocrinos, trastornos de comportamiento, trastornos autoinmunes y enfermedades cardiovasculares.(24) En cuanto al cáncer, los estudios han demostrado que la exposición a plaguicidas puede aumentar el riesgo de desarrollar cáncer de mama, cáncer de pulmón, cáncer de páncreas y linfomas. Además, se ha demostrado que la exposición a plaguicidas aumenta el riesgo de desarrollar síndrome mielodisplásico, leucemia mieloide aguda y mieloma múltiple. Con respecto a los trastornos neurológicos, se ha demostrado que la exposición a plaguicidas aumenta el riesgo de desarrollar enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzheimer y trastornos de comportamiento. En cuanto a los trastornos reproductivos, se ha demostrado que la exposición a plaguicidas aumenta el riesgo de desarrollar infertilidad, trastornos endocrinos y enfermedades autoinmunes. También se ha demostrado que la exposición a plaguicidas aumenta el riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares como hipertensión arterial y coronariopatías. Además, los estudios sugieren que la exposición a múltiples plaguicidas puede aumentar el riesgo de desarrollar enfermedades en comparación con la exposición a un solo plaguicida.

Los biomarcadores analizados sugieren una asociación entre la exposición a plaguicidas y la aparición de enfermedades, es importante reconocer que ninguno de ellos proporciona una evaluación completa de la exposición a pesticidas y sus efectos en la salud. Por lo tanto, es necesario utilizar múltiples biomarcadores para obtener una imagen más precisa y completa de la exposición a plaguicidas y el daño genotóxico en los trabajadores agrícolas de Sur América.(28)

 

DISCUSIÓN

Teniendo en cuenta los resultados se plantean algunas limitaciones de estos biomarcadores:

·      Se destaca que 7 estudios incluidos utilizaron ensayo cometa (EC) para evaluar el daño genético en trabajadores agrícolas expuestos a pesticidas en Sur América. Si bien se han utilizado protocolos establecidos, se han identificado algunas limitaciones y desafíos de esta técnica. En primer lugar, el ensayo cometa mide el daño al ADN en células individuales, por lo que los efectos a corto plazo de los pesticidas, que pueden ser transitorios y no causar un daño significativo al ADN, pueden no ser detectados por esta técnica. En segundo lugar, el ensayo cometa no es específico para los pesticidas y es sensible a otros factores ambientales, lo que puede dificultar la interpretación de los resultados.(24,26) Además, el ensayo cometa es una técnica costosa y laboriosa que requiere personal capacitado, lo que limita su uso en la práctica clínica.(28, 29)

·      Otro desafío del ensayo cometa es la interpretación de los resultados, ya que la variación inter-observador e intra-observador puede afectar la precisión de los resultados, también el bajo número de células examinadas y el tiempo requerido para completar el ensayo también pueden limitar su eficacia. (30) Aunque el ensayo cometa es una técnica útil para evaluar el daño genético en trabajadores agrícolas expuestos a pesticidas, su uso debe complementarse con otras técnicas para una evaluación completa de los efectos adversos de los pesticidas en la salud de los trabajadores agrícolas; sin embargo, es una técnica útil para evaluar el daño genético en trabajadores agrícolas expuestos a pesticidas.

·      El CBMN (ensayo de micronúcleos de bloqueo de citocinesis), también se utilizó en 7 estudios para evaluar el daño genético ya que es útil para evaluarlo; no obstante, presenta varias limitaciones y desafíos que deben abordarse. Las limitaciones comunes del ensayo CBMN incluyen la necesidad de contar con muestras de sangre adecuadas para la evaluación, la necesidad de un alto nivel de habilidad para identificar micronúcleos y otros cambios genéticos en las células, y el alto costo y tiempo requeridos para el análisis.(29) Además, el CBMN presenta la limitación de no poder detectar el daño genético antes de la formación de los micronúcleos. Los desafíos del ensayo CBMN incluyen la necesidad de tener en cuenta factores como la variación inter-observador e intra-observador, la necesidad de contar cada célula específica, la influencia de factores como la edad y el estrés, y la dificultad para evaluar los efectos agudos de la exposición a los pesticidas.(31) Además, algunos estudios identificaron limitaciones metodológicas en la identificación y cuantificación de los micronúcleos, lo que podría afectar la precisión de los resultados. En 4 estudios se utilizó BMCA (ensayo de micronúcleos en mucosa bucal), la técnica utilizada implica la evaluación al microscopio para contar la frecuencia de micronúcleos y otras anomalías, utilizando una técnica estándar.(23,28) Sin embargo, todos los estudios presentaron dificultades para recolectar muestras adecuadas debido a la presencia de capas múltiples de células epiteliales en la boca y la variación individual en la frecuencia de micronúcleos, la edad, la salud del sujeto, el uso de medicamentos y la exposición a agentes ambientales que pueden afectar los resultados del ensayo, a esto se suma el tiempo de recolección y manipulación de muestras, el grado de preparación de muestras y el tiempo de almacenamiento de muestras que indican los desafíos de este ensayo, además de la interpretación subjetiva de investigador.(32)

·      En 5 estudios analizados utilizaron la técnica de PCR (reacción en cadena de polimerasa) para evaluar el daño genotóxico en los participantes del estudio. En particular, se utilizaron diferentes variantes de la técnica de PCR, incluyendo PCR en tiempo real y ensayos de genotipado SNP TaqMan®, para analizar diferentes polimorfismos genéticos en los genes MTHFR, TERT, PON1, XRCC1, IL6, IL6R, TNF-α, MIR137, GSTT1 y GSTM1. En cuanto a la relación de estos genes con la genotoxicidad, se ha demostrado que algunos polimorfismos genéticos están asociados con un mayor riesgo de desarrollar enfermedades relacionadas con la genotoxicidad, como el cáncer. Por ejemplo, el polimorfismo MTHFR C677T está asociado con un mayor riesgo de cáncer de colon, mientras que los polimorfismos en los genes XRCC1, OGXG1 y GSTP1 están relacionados con el daño al ADN.(24) Es importante tener en cuenta, que la relación entre los polimorfismos genéticos y la genotoxicidad es compleja y multifactorial, y los estudios analizados presentan diferentes resultados y enfoques en cuanto a los genes analizados. En cuanto a la técnica de PCR utilizada, se han utilizado diferentes variantes de la técnica, incluyendo PCR en tiempo real y ensayos de genotipado SNP TaqMan®. Cada técnica tiene sus propias ventajas y desventajas, pero todas ellas son capaces de detectar y cuantificar material genético en una muestra de tejido.(30) Sin embargo, las limitaciones y desafíos de la PCR incluyen la necesidad de contar con una fuente de ácido nucleico de alta calidad, la dificultad para detectar cambios sutiles en la expresión génica, la posibilidad de producir resultados falsos positivos y la sensibilidad limitada para detectar diferencias de pequeñas cantidades de ADN y el riesgo de contaminación cruzada.(33)

·      En tres estudios utilizan citometría de flujo (CM) para identificar y cuantificar células con daños en el ADN, mutaciones y otros parámetros relacionados con la genotoxicidad, evaluando subgrupos de linfocitos T, B y otros tipos de células sanguíneas para determinar la asociación de los pesticidas con el sistema inmunológico. La técnica es útil, pero requiere preparación y calibración adecuadas del instrumento para obtener resultados precisos y confiables. El procesar una muestra a la vez, la selección, rendimiento de los reactivos y la optimización de los parámetros de flujo son desafíos importantes.(25,29)

·      La técnica de Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) es altamente específica y sensible para detectar alteraciones cromosómicas, los 2 estudios analizados muestran un aumento significativo en las anomalías cromosómicas en los individuos expuestos a los pesticidas. Además, hay que tener en cuenta que la sensibilidad limitada para detectar pequeñas variaciones cromosómicas puede llevar a resultados falsos negativos, además requiere una cantidad significativa de material celular para analizarlo, depende de marcadores específicos para localizar regiones cromosómicas particulares y reactivos costosos.(19,27)

·      La técnica de aberración cromosómica (AC) en el artículo revisado es útil para evaluar la genotoxicidad de agentes químicos tóxicos, radiación y otros. Sin embargo, se requiere muestras de sangre apropiadas, controlar los parámetros de cultivo y detectar cambios mínimos en la estructura cromosómica, por lo que puede ser costosa y complicada de llevar a cabo, por lo que se requiere personal altamente capacitado para realizarlo, a esto se suma que la estandarización entre laboratorios puede afectar la confiabilidad de los resultados.(30)

Los resultados de varios estudios realizados en Sur América sugieren que la exposición a pesticidas está relacionada con la aparición de diversas enfermedades graves, como cáncer, trastornos neurológicos, trastornos reproductivos, trastornos endocrinos, trastornos de comportamiento, trastornos autoinmunes y enfermedades cardiovasculares.(23,24) Además, se ha demostrado que la exposición a múltiples plaguicidas puede aumentar el riesgo de desarrollar enfermedades en comparación con la exposición a un solo plaguicida.(32) La presencia de alteraciones cromosómicas y genotoxicidad en los trabajadores agrícolas expuestos a plaguicidas es un hallazgo común en los estudios revisados en esta síntesis narrativa. Estos biomarcadores pueden ser útiles para evaluar el daño genético en los trabajadores agrícolas expuestos a pesticidas, aunque ninguno de ellos proporciona una imagen completa de la exposición a pesticidas y sus efectos en la salud. Por lo tanto, es importante utilizar múltiples biomarcadores que permitan una evaluación más completa y precisa de la exposición a pesticidas y el daño genotóxico en los trabajadores agrícolas de Sur América.

La presencia de alteraciones cromosómicas y genotoxicidad en los trabajadores agrícolas expuestos a plaguicidas es un hallazgo común en los estudios revisados en esta síntesis narrativa. Por lo tanto, es importante tomar medidas para proteger la salud de los trabajadores agrícolas, incluyendo la implementación de medidas de seguridad en el lugar de trabajo y la promoción de prácticas agrícolas sostenibles y ecológicas. Además, se deben realizar más investigaciones para evaluar la exposición a pesticidas y sus efectos en la salud en diferentes poblaciones y en diferentes regiones de Sur América.

 

CONCLUSIONES

La presente revisión sistemática destaca la necesidad de utilizar múltiples biomarcadores para evaluar la exposición a pesticidas y el daño genotóxico en los trabajadores agrícolas de Sur América. Aunque los estudios revisados utilizaron diferentes biomarcadores de genotoxicidad, cada técnica tiene sus limitaciones y desafíos que deben abordarse para mejorar su eficacia y aplicabilidad en la práctica clínica.

Entre las técnicas más utilizadas se encuentran el ensayo cometa, el ensayo de micronúcleos de bloqueo de citocinesis y el ensayo de micronúcleos en citoma bucal, las cuales son útiles para evaluar el daño genotóxico. Es necesario plantear también que cada técnica presenta limitaciones específicas, como la falta de sensibilidad para detectar efectos a corto plazo de los pesticidas, la necesidad de personal altamente capacitado, la interpretación subjetiva de los resultados, la variación inter-observador e intra-observador, la dificultad para recolectar muestras adecuadas, la necesidad de contar con una fuente de ácido nucleico de alta calidad y la sensibilidad limitada para detectar diferencias de pequeñas cantidades de ADN.

 Basado en los estudios revisados, se encontró que la exposición a pesticidas en trabajadores agrícolas de América del Sur se asocia con un mayor riesgo de desarrollar diversas enfermedades, como cáncer, daño hepático, enfermedades respiratorias, trastornos neurológicos y alteraciones del sistema reproductivo. Además, se encontró que la exposición a pesticidas puede causar daño genotóxico, como se evidencia en el aumento de la frecuencia de aberraciones cromosómicas y de micronúcleos en las células de los trabajadores agrícolas expuestos.

Se debe destacar que la exposición a pesticidas no solo afecta la salud de los trabajadores agrícolas, sino que también tiene un impacto en la salud pública en general, ya que los pesticidas pueden contaminar el agua, los alimentos y el medio ambiente. Es necesario implementar medidas preventivas y estrategias de control de la exposición a pesticidas para proteger la salud de los trabajadores agrícolas y la población en general.

 

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FINANCIACIÓN

Los autores no recibieron financiación para el desarrollo de la presente investigación.

 

CONFLICTO DE INTERESES

Los autores declaran que no existe conflicto de intereses.

 

CONTRIBUCIÓN DE AUTORÍA

Conceptualización: Edisson Vladimir Maldonado Mariño, Dario Orlando Siza Saquinga, Diego Eduardo Guato Canchinia, Alexander Javier Ramos Velastegui.

Análisis formal: Edisson Vladimir Maldonado Mariño, Dario Orlando Siza Saquinga, Diego Eduardo Guato Canchinia, Alexander Javier Ramos Velastegui.

Investigación: Edisson Vladimir Maldonado Mariño, Dario Orlando Siza Saquinga, Diego Eduardo Guato Canchinia, Alexander Javier Ramos Velastegui.

Redacción – borrador original: Edisson Vladimir Maldonado Mariño, Dario Orlando Siza Saquinga, Diego Eduardo Guato Canchinia, Alexander Javier Ramos Velastegui.

Redacción – revisión y edición: Edisson Vladimir Maldonado Mariño, Dario Orlando Siza Saquinga, Diego Eduardo Guato Canchinia, Alexander Javier Ramos Velastegui.