En dos estudios históricos, los investigadores han utilizado herramientas genómicas de vanguardia para investigar los posibles efectos en la salud de la exposición a la radiación ionizante, un carcinógeno conocido, del accidente de 1986 en la planta de energía nuclear de Chernobyl en el norte de Ucrania. Un estudio no encontró evidencia de que la exposición de los padres a la radiación provocara la transmisión de nuevos cambios genéticos de padres a hijos. El segundo estudio documentó los cambios genéticos en los tumores de las personas que desarrollaron cáncer de tiroides después de haber estado expuestos cuando eran niños o fetos a la radiación liberada por el accidente.
Los hallazgos, publicados alrededor del 35 aniversario del desastre, provienen de equipos internacionales de investigadores dirigidos por investigadores del Instituto Nacional del Cáncer (NCI), parte de los Institutos Nacionales de Salud. Los estudios se publicaron en línea en Science el 22 de abril.
"Las cuestiones científicas sobre los efectos de la radiación en la salud humana se han investigado desde los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki y han sido planteadas nuevamente por Chernobyl y por el accidente nuclear que siguió al tsunami en Fukushima, Japón", dijo Stephen J. Chanock. MD, director de la División de Epidemiología y Genética del Cáncer (DCEG) del NCI. "En los últimos años, los avances en la tecnología de secuenciación de ADN nos han permitido comenzar a abordar algunas de las cuestiones importantes, en parte a través de análisis genómicos completos llevados a cabo en estudios epidemiológicos bien diseñados".
El accidente de Chernobyl expuso a millones de personas de la región circundante a contaminantes radiactivos. Los estudios han proporcionado gran parte del conocimiento actual sobre los cánceres causados por la exposición a la radiación de accidentes en plantas de energía nuclear. La nueva investigación se basa en esta base utilizando la secuenciación de ADN de próxima generación y otras herramientas de caracterización genómica para analizar bioespecímenes de personas en Ucrania que se vieron afectadas por el desastre.
El primer estudio investigó la cuestión de larga data de si la exposición a la radiación produce cambios genéticos que pueden transmitirse de padres a hijos, como han sugerido algunos estudios en animales. Para responder a esta pregunta, el Dr. Chanock y sus colegas analizaron los genomas completos de 130 personas nacidas entre 1987 y 2002 y sus 105 parejas madre-padre.
Uno o ambos padres habían sido trabajadores que ayudaron a limpiar el accidente o habían sido evacuados porque vivían muy cerca del lugar del accidente. Se evaluó a cada padre para determinar la exposición prolongada a la radiación ionizante, que puede haber ocurrido por el consumo de leche contaminada (es decir, leche de vacas que pastaban en pastos que habían sido contaminados por lluvia radiactiva). Las madres y los padres experimentaron una variedad de dosis de radiación.
Los investigadores analizaron los genomas de niños adultos en busca de un aumento en un tipo particular de cambio genético heredado conocido como mutaciones de novo. Las mutaciones de novo son cambios genéticos que surgen aleatoriamente en los gametos de una persona (espermatozoides y óvulos) y pueden transmitirse a su descendencia, pero no se observan en los padres.
Para el rango de exposiciones a la radiación experimentadas por los padres en el estudio, no hubo evidencia de los datos de secuenciación del genoma completo de un aumento en el número o tipos de mutaciones de novo en sus hijos nacidos entre 46 semanas y 15 años después del accidente. . El número de mutaciones de novo observadas en estos niños fue muy similar al de la población general con características comparables. Como resultado, los hallazgos sugieren que la exposición a la radiación ionizante del accidente tuvo un impacto mínimo, si es que tuvo alguno, en la salud de la generación siguiente.
"Consideramos que estos resultados son muy tranquilizadores para las personas que vivían en Fukushima en el momento del accidente en 2011", dijo el Dr. Chanock. "Se sabe que las dosis de radiación en Japón han sido más bajas que las registradas en Chernobyl".
En el segundo estudio, los investigadores utilizaron la secuenciación de próxima generación para perfilar los cambios genéticos en los cánceres de tiroides que se desarrollaron en 359 personas expuestas en la infancia o en el útero a la radiación ionizante del yodo radiactivo (I-131) liberado por el accidente nuclear de Chernobyl y en 81 personas no expuestas nacidas más de nueve meses después del accidente. El aumento del riesgo de cáncer de tiroides ha sido uno de los efectos adversos para la salud más importantes observados después del accidente.
La energía de la radiación ionizante rompe los enlaces químicos en el ADN, lo que resulta en varios tipos diferentes de daños. El nuevo estudio destaca la importancia de un tipo particular de daño en el ADN que involucra roturas en ambas cadenas de ADN en los tumores de tiroides. La asociación entre las roturas de la doble cadena del ADN y la exposición a la radiación fue más fuerte para los niños expuestos a edades más tempranas.
A continuación, los investigadores identificaron los candidatos "impulsores" del cáncer en cada tumor, los genes clave en los que las alteraciones permitieron que los cánceres crecieran y sobrevivieran. Identificaron los impulsores en más del 95% de los tumores. Casi todas las alteraciones involucraron genes en la misma vía de señalización, llamada vía de la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK), incluidos los genes BRAF, RAS y RET.
El conjunto de genes afectados es similar a lo que se informó en estudios previos sobre el cáncer de tiroides. Sin embargo, los investigadores observaron un cambio en la distribución de los tipos de mutaciones en los genes. Específicamente, en el estudio de Chernobyl, los cánceres de tiroides que ocurrieron en personas expuestas a dosis más altas de radiación cuando eran niños tenían más probabilidades de ser el resultado de fusiones de genes (cuando ambas cadenas de ADN se rompen y luego las piezas incorrectas se vuelven a unir), mientras que aquellos en las personas no expuestas o las expuestas a niveles bajos de radiación tenían más probabilidades de resultar de mutaciones puntuales (cambios de un solo par de bases en una parte clave de un gen).
Los resultados sugieren que las roturas de la doble hebra del ADN pueden ser un cambio genético temprano después de la exposición a la radiación en el medio ambiente que posteriormente permite el crecimiento de cánceres de tiroides. Sus hallazgos proporcionan una base para estudios adicionales de cánceres inducidos por radiación, particularmente aquellos que involucran diferencias en el riesgo en función tanto de la dosis como de la edad, agregaron los investigadores.
"Un aspecto interesante de esta investigación fue la oportunidad de vincular las características genómicas del tumor con información sobre la dosis de radiación, el factor de riesgo que potencialmente causó el cáncer", dijo Lindsay M. Morton, Ph.D., subdirectora de la Subdivisión de Epidemiología Radiológica del DCEG, que dirigió el estudio.
"El Atlas del Genoma del Cáncer estableció el estándar sobre cómo realizar un perfil completo de las características del tumor", continuó el Dr. Morton. "Extendimos ese enfoque para completar el primer gran estudio de paisaje genómico en el que la posible exposición carcinogénica estaba bien caracterizada, lo que nos permitió investigar la relación entre las características específicas del tumor y la dosis de radiación".
Señaló que el estudio fue posible gracias a la creación del Banco de Tejidos de Chernobyl hace unas dos décadas, mucho antes de que se desarrollara la tecnología para realizar el tipo de estudios genómicos y moleculares que son comunes en la actualidad.
"Estos estudios representan la primera vez que nuestro grupo ha realizado estudios moleculares utilizando bioespecímenes que fueron recolectados por nuestros colegas en Ucrania", dijo el Dr. Morton. "El banco de tejidos fue creado por científicos visionarios para recolectar muestras de tumores de residentes en regiones altamente contaminadas que desarrollaron cáncer de tiroides. Estos científicos reconocieron que habría avances sustanciales en tecnología en el futuro, y la comunidad de investigadores ahora se está beneficiando de su previsión . "
