Evaluation of lead exposure on the methylation pattern of promoter regions of genes associated to the metal metabolism, in workers of automotive battery industries

O chumbo (Pb) é um metal tóxico que se acumula no organismo e provoca diversos efeitos, afetando vários sistemas, tais como renal, gastrointestinal, reprodutor, endócrino, hepático e hematopoiético. No que se refere a estudos epigenéticos, quando comparados a outros metais, o Pb é, até o momento, o menos estudado e, portanto, muito pouco se sabe a respeito dos efeitos epigenéticos sobre a absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME) do Pb e, consequentemente, sobre a toxicidade induzida pela exposição ao Pb. Assim, o objetivo do presente estudo consiste em avaliar o padrão de metilação de regiões promotoras dos genes GCLC e MT2A, quantificar a porcentagem de metilação global além das dosagens de parâmetros hepáticos e renais e associá-los à exposição ao Pb. De acordo com os guidelines STROBE e STREGA, 100 trabalhadores do sexo masculino com idades entre 18 e 67 anos participaram do trabalho. Cerca de 6,0 mL de sangue e 5,0 mL de soro foram coletados após a assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE). As concentrações de Pb no sangue (Pb-s) e no plasma (Pb-p) foram determinadas por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS); o DNA genômico foi extraído do sangue total e quantificado por kits específicos. As amostras de DNA foram tratadas com bissulfito de sódio e a quantificação da porcentagem de metilação global do DNA dos indivíduos expostos ao metal foi determinada pelo método de Elisa indireto e o sequenciamento das amostras para avaliar o padrão de metilação de regiões promotoras dos genes GCLC (Subunidade Catalítica de Glutamato-Cisteína Ligase) e MT2A (Metalotioneína 2A), pela técnica de pirosequenciamento. Também foram determinadas as atividades das enzimas transaminase glutâmica oxalacética (TGO) e pirúvica (TGP), bem como da gama-glutamil transferase (GGT) no plasma por espectrofotometria UV/Visível. Cerca de 32% dos voluntários consomem bebidas alcoólicas regularmente e 12% são fumantes. A concentração de Pb-s em média foi de 19 ± 10 ?g/dL (variando de 1,8 a 48 ?g/dL) e Pb-p 0,56 ± 0,64 ?g/dL atingindo valores de até 4,0 ?g/dL. A maioria dos indivíduos, apresentou concentrações de ureia, creatinina, TGO, TGP e GGT dentro dos valores de referência. Em relação aos marcadores epigenéticos, foi observada uma associação inversa entre concentrações de Pb-s e Pb-p, ou seja, indivíduos que apresentavam altas concentrações do metal, tinham menor % de metilação global do DNA. Em relação ao estudo das regiões promotoras dos genes MT2A e GCLC, os resultados sugerem que o Pb não altera a metilação nas ilhas CpGs localizadas nas regiões promotoras dos genes MT2A e GCLC, entretanto, foi capaz de induzir alterações no padrão de metilação global do DNA, fornecendo resultados acerca das possíveis interações entre o genoma e o metal.Lead (Pb) is a toxic metal that accumulates in the body and induces several effects, affecting several systems, such as renal, gastrointestinal, reproductive, endocrine, hepatic and hematopoietic. Regarding epigenetic studies, when compared to other metals, Pb is the least studied and, therefore, very little is known about the epigenetic effects on absorption, distribution, metabolism and excretion (ADME) of Pb and, consequently, on the toxicity induced by the metal. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the methylation pattern of GCLC and MT2A gene promoter regions, to quantify the percentage of global methylation in addition to hepatic and renal measurement levels and to associate them with Pb exposure. According to the STROBE and STREGA guidelines, 100 male workers between 18 and 67 years old participated in the study. About 6.0 mL of blood and 5.0 mL of serum were collected after signing the free and informed consent term (TCLE). Pb concentrations in blood (b-Pb) and plasma (p-Pb) were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS); the genomic DNA was extracted from whole blood and quantified by specific kits. The DNA samples were treated with sodium bisulfite and the quantification of the DNA global methylation percentage of workers exposed to the metal was determined by the indirect Elisa method and the sequencing of the samples to evaluate the methylation pattern of GCLC (Catalytic Subunit of Glutamate-Cysteine Ligase) and MT2A (Metallothionein 2A) by the technique of pyrosequencing. The activities of glutamic oxalacetic transaminase (TGO) and pyruvic (TGP) enzymes as well as gamma-glutamyl transferase (GGT) in plasma were also determined by UV / Visible spectrophotometry. About 32% of volunteers regularly drink alcohol and 12% are smokers. The mean b-Pb concentration was 19 ± 10 ?g / dL (ranging from 1.8 to 48 ?g / dL) and p-Pb 0.56 ± 0.64 ?g / dL reaching values up to 4.0 ?g / dL. Most of the individuals had concentrations of urea, creatinine, TGO, TGP and GGT within the reference values. In relation to the epigenetic markers, an inverse association was observed between b-Pb and p-Pb concentrations, individuals with high concentrations of the metal, had lower % of global DNA methylation. Regarding the study of the promoter regions of the MT2A and GCLC genes, the results suggest that Pb does not alter the methylation in the CpG islands located in the promoter regions of the MT2A and GCLC genes, however, it was able to induce changes in the DNA global methylation pattern, providing results on possible interactions between the genome and the metal