Exposição ocupacional a substâncias químicas genotóxicas em laboratórios de diagnósticos clínicos e mecanismos celulares relacionados a danos no DNA: revisão sistemática de estudos observacionaisResumo
Objetivos Identificar as principais substâncias químicas genotóxicas utilizadas em diferentes laboratórios de diagnósticos clínicos e investigar os mecanismos celulares envolvidos nos danos ao DNA por essas substâncias.
Métodos Para identificar as substâncias químicas genotóxicas utilizadas em laboratórios diagnósticos foi feita uma revisão sistemática. Para investigar os mecanismos celulares associados aos danos ao DNA causados por essas substâncias foi utilizada a biologia de sistemas, constituindo redes de interação entre os compostos químicos e proteínas.
Resultados Um total de 20 artigos completos foram avaliados quanto à elegibilidade. As principais substâncias genotóxicas utilizadas em laboratórios identificadas nos estudos incluídos foram: formaldeído, n-hexano e metanol. Na análise de biologia de sistemas, destacaram-se bioprocessos como modificação pós-traducional, fosforilação, resposta à apoptose, regulação da comunicação celular e resposta celular às espécies reativas de oxigênio, entre outros.
Conclusão Foram identificadas 24 substâncias potencialmente danosas ao DNA, presentes em laboratórios de análises clínicas. Os bioprocessos identificados para essas substâncias podem estar relacionados a processos celulares que conduzem a danos ao DNA.
Palavras-chave
Produtos Químicos; Genotoxicidade; DNA; Exposição Ocupacional; Laboratório; Saúde do Trabalhador; Revisão Sistemática; Biologia de Sistemas
Abstract
Objectives To identify the main genotoxic chemical substances used in different clinical diagnostic laboratories and to investigate the cellular mechanisms involved in DNA damage caused by these substances.
Methods To identify the genotoxic chemical substances used in diagnostic laboratories, a systematic review was conducted. To investigate the cellular mechanisms associated with DNA damage caused by these substances, systems biology was applied to construct interaction networks between the chemical compounds and proteins.
Results A total of 20 full articles were assessed for eligibility. The main genotoxic substances used in laboratories identified in the included studies were: formaldehyde, n-hexane, and methanol. In the systems biology analysis, bioprocesses such as post-translational modification, phosphorylation, response to apoptosis, regulation of cell communication, and cellular response to reactive oxygen species, among others, stood out.
Conclusion Twenty-four substances potentially harmful to DNA were identified in clinical analysis laboratories. The bioprocesses associated with these substances may be related to cellular processes that lead to DNA damage.
Keywords
Chemicals; Genotoxicity; DNA; Occupational Exposure; Laboratory; Occupational Health; Systematic Review; Systems Biology
Introdução
A exposição ocupacional refere-se ao contato de trabalhadores, individual ou coletivamente, com agentes químicos, físicos, biológicos ou mecânicos presentes no ambiente de trabalho. A Saúde do Trabalhador visa proteger e promover a saúde dos trabalhadores, por meio de ações de vigilância dos riscos, das consequências das exposições, de tratamento de sintomas e monitoramento de sinais, para a redução e prevenção de doenças ocupacionais1.
No ranking dos riscos relacionados à carga global de doenças no Brasil, os fatores ocupacionais ocupam posição de destaque em comparação com outros determinantes2,3. No entanto, a exposição a agentes químicos no ambiente de trabalho ainda é pouco caracterizada e frequentemente subdimensionada. Os dados disponíveis provêm, em grande parte, de estudos com pequenas amostras, restritos a determinados setores econômicos ou ocupações específicas. Importa destacar que a caracterização da exposição não depende exclusivamente de mensurações diretas, que nem sempre são viáveis; ela também pode ser realizada por meio da observação dos processos de trabalho, com o apoio de ferramentas qualitativas e sistemas de modelagem2,4.
Os agentes químicos presentes em laboratórios de diagnóstico clínico representam perigos relevantes à saúde dos técnicos atuantes em diferentes setores. A exposição a essas substâncias, que podem estar presentes sob diversas formas, como sólidas, líquidas, gasosas ou vapores, constitui um risco ocupacional com potencial para causar efeitos adversos temporários e permanentes à saúde dos trabalhadores3,5.
De acordo com a Norma Regulamentadora nº 26 (NR 26), todo produto químico comercializado no Brasil deve apresentar uma Ficha de Dados de Segurança (FDS), conforme padronizado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) na norma ABNT NBR 14725:2023 (versão corrigida: 2024)6. Este documento fornece informações essenciais sobre segurança, saúde e meio ambiente, incluindo orientações sobre os perigos, medidas preventivas e procedimentos de manuseio, armazenamento e descarte. Cabe ao fornecedor informar adequadamente os perigos associados ao produto, garantindo que os trabalhadores tenham acesso a instruções claras sobre como evitar acidentes e doenças ocupacionais6.
Apesar da existência de regulamentações específicas, muitas FDS, assim como as antigas Fichas de Informação de Segurança de Produtos Químicos (FISPQ), ainda apresentam informações incompletas, vagas ou desatualizadas, o que compromete a proteção dos trabalhadores. A inconsistência nos dados, como na identificação de ingredientes perigosos, limites de exposição ou medidas de controle, dificulta a coleta e a comparação sistemática de informações entre diferentes fontes. Isso impede a consolidação de dados confiáveis, afetando negativamente a elaboração de estatísticas precisas sobre acidentes e doenças ocupacionais relacionadas à exposição a agentes químicos e, consequentemente, prejudicando o planejamento de ações preventivas e de vigilância em saúde do trabalhador⁷.
No Brasil, o uso seguro de produtos químicos é regulamentado por diversas normas, entre elas: (a) as Resoluções da Diretoria Colegiada (RDC), emitidas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa); (b) as Normas Regulamentadoras (NR) do Ministério do Trabalho e Emprego, como a NR 26, que trata da rotulagem e identificação de produtos químicos8; e (c) as Normas Brasileiras (NBR), da ABNT, que estabelecem requisitos técnicos de segurança para diferentes ambientes, como os laboratórios clínicos6(ABNT, 2024). Nesse contexto, a segurança química constitui-se em uma estratégia essencial para a promoção da saúde dos trabalhadores e a prevenção de acidentes laborais3,7,9.
Entre os agravos à saúde relacionados à exposição a produtos químicos, o câncer ocupacional destaca-se como uma das doenças mais frequentes. Estima-se que aproximadamente 19,0% dos casos de câncer tenham origem ocupacional, representando cerca de 4,0% das mortes por câncer. Dentre esses, cerca de 12,5% estão associados ao câncer de pulmão, frequentemente vinculado à inalação de solventes orgânicos e outros agentes presentes em ambientes de trabalho10. Essa informação reforça a relevância do tema abordado neste estudo, que discute os riscos ocupacionais associados à exposição a solventes e suas possíveis consequências à saúde.
Como a genotoxicidade representa um dos mecanismos iniciais no desenvolvimento do câncer, especialmente em exposições crônicas a agentes químicos como os solventes, sua avaliação é essencial para compreender e prevenir os efeitos de longo prazo sobre a saúde dos trabalhadores. Apesar disto, não há, até o momento, estudos que sistematizem as principais substâncias químicas utilizadas em laboratórios de diagnóstico, os efeitos genotóxicos associados à sua exposição e aos mecanismos celulares envolvidos nesses danos3,10. Diante disso, torna-se necessário identificar as substâncias com potencial genotóxico presentes nesses ambientes e compreender os seus efeitos, tanto individualmente quanto em misturas, que refletem exposições mais realistas. Para isso, o uso da biologia de sistemas pode oferecer subsídios relevantes, permitindo mapear as redes de interação entre compostos químicos e proteínas celulares envolvidas em processos de genotoxicidade, contribuindo para uma compreensão integrada dos mecanismos moleculares de dano ao DNA.
Assim, o objetivo deste estudo foi identificar, por meio de uma revisão bibliográfica, as principais substâncias químicas genotóxicas utilizadas em laboratórios de diagnóstico e, com o apoio da biologia de sistemas, investigar os mecanismos celulares envolvidos nos danos ao DNA ocasionados por essas substâncias, considerando tanto exposições isoladas quanto complexas.
Métodos
Fontes de literatura e estratégia de busca
Uma revisão sistemática da literatura foi conduzida, com busca nas bases PubMed/Medline e SCOPUS, para identificar estudos sobre a exposição ocupacional a agentes químicos usados em laboratórios e a indução de danos ao DNA.
A construção da estratégia de busca foi baseada nos elementos do acrônimo PEOS (população, exposição, outcome/desfecho e study type/tipo de estudo)11. A população foi definida como trabalhadores de qualquer idade, sexo ou etnia. A exposição definida foi ocupacional a agentes físicos e químicos. Os principais desfechos foram os seguintes danos genéticos: danos no DNA, anormalidades cromossômicas numéricas e/ou estruturais, alterações de micronúcleos, efeitos carcinogênicos e mutações. Nenhum resultado adicional foi incluído. O tipo de estudo foi delimitado como observacional.
As combinações de termos de pesquisa foram estruturadas usando operadores booleanos para conectar a exposição de interesse (exposição ocupacional a agentes químicos) e o resultado adverso à saúde de interesse (biomarcadores de dano ao DNA, dano genético). O que resultou nas seguintes estratégias: 1. “DNA AND damage AND clinical AND laboratory AND workers”; 2. “DNA AND damage AND pathology AND laboratory AND (workers OR occupational) AND exposure AND chemical”.
Seleção de estudos e extração de dados
A busca bibliográfica foi realizada entre abril de 2021 e março de 2022. Foi limitada a estudos publicados de 2002 a 2020, em idiomas conhecidos pelos autores (inglês, português e espanhol), que indicassem danos genéticos ocorridos em trabalhadores expostos ocupacionalmente a agentes químicos no Brasil e no mundo.
Foram critérios de inclusão: estudos observacionais que investigaram se a exposição ocupacional a agentes físicos e químicos altera o risco/ocorrência de danos genéticos na população exposta. Os critérios de exclusão foram: 1) estudos experimentais in vitro, 2) estudos in vivo e ex-vivo em animais, 3) estudos in silico, 4) estudos dos efeitos em espécies não alvo que não sejam humanos, 5) cartas, resenhas, editoriais, relatórios, comentários, teses, documentos emitidos por órgãos reguladores e capítulos de livros, 6) artigos completos não disponíveis ou aqueles não disponíveis em inglês, português e espanhol.
Após a busca eletrônica e manual e exclusão de duplicatas, dois revisores (AB e JS) avaliaram independentemente a literatura relevante. A primeira triagem foi baseada em títulos e resumos. As referências pertinentes foram novamente rastreadas, baseando-se a decisão em textos completos. Se um desacordo persistisse após ser amplamente discutido pelos dois revisores, um terceiro investigador (FS) era solicitado a resolvê-lo. As etapas da seleção dos estudos foram documentadas em um fluxograma.
Para cada estudo incluído, foram extraídas informações para identificar o estudo (título, autores, ano de publicação, periódico, DOI); informações sobre o desenho do estudo (tipo de estudo, local, ano e período em que foi realizado); informações sobre os estudos que identificam danos genéticos por exposição ocupacional; a qualidade dos estudos; as ocupações relacionadas ao aparecimento de danos genéticos; as exposições mais estudadas, por exemplo: solventes orgânicos; os tipos de testes genéticos utilizados nos estudos de exposições ocupacionais para avaliar danos no DNA; os métodos de teste usados, coloração, quantos pontos foram avaliados (testes cometa e micronúcleo): as amostras biológicas mais comuns; e as amostras biológicas utilizadas para avaliar os danos ao DNA causados pela exposição ocupacional.
A extração dos dados foi realizada manualmente por dois revisores independentes (AB e JS), que registraram as informações em planilhas eletrônicas (Microsoft Excel), previamente estruturadas com os campos de interesse. Os dados foram categorizados de forma descritiva, conforme os objetivos da revisão. Divergências na extração foram resolvidas por consenso, com auxílio do terceiro revisor (FS), quando necessário.
Avaliação da qualidade
A qualidade metodológica dos estudos foi avaliada manualmente por dois revisores independentes (AB e JS), com base em critérios previamente definidos pelos autores, considerando a clareza na descrição da população estudada, a caracterização da exposição ocupacional, os métodos utilizados para a avaliação dos danos genéticos, a adequação das análises e a coerência dos resultados apresentados.
Biologia de sistemas
A biologia de sistemas envolve a integração de dados das substâncias com programas computacionais12. A avaliação in silico da interação das substâncias com as proteínas de Homo sapiens foram realizadas a partir da construção e análise das redes de interação. Para isso, as substâncias que apareceram com maior frequência na revisão foram avaliadas. Desta forma, foram construídas redes com o formaldeído, metanol e n-hexano com ferramentas de busca de interações. STITCH 5.0 (http://stitch.embl.de)13 realizou a busca de interações químico-proteicas, e a ferramenta de busca para interações do tipo proteína-proteína foi o STRING 11.5 (http://string-db.org)14,15,16. No STITCH, compostos químicos são conectados a proteínas por meio de evidências derivadas de experimentos, banco de dados e literatura disponível15. As sub-redes formadas no STITCH foram importadas utilizando os seguintes parâmetros: não mais que 50 interações, medium confidence score (0.400); e network depth igual a 2; métodos de predição ativados exceto text mining. As sub-redes criadas foram aumentadas no STRING 10.5. Esta ferramenta de busca prediz interações proteicas que podem estar direta (fisicamente) e indiretamente (funcionalmente) associadas16. No STRING 11.5, as interações do tipo proteína-proteína foram importadas utilizando os parâmetros: não mais que 50 interações, medium confidence score (0.400); e network depth igual a 2; métodos de predição ativados exceto text mining. As diferentes sub-redes geradas nestes dois processos foram unidas individualmente, através da ferramenta Advanced Merge Network, do programa Cytoscape 3.8.217, gerando as redes METANOL, FORMALDEÍDO e N-HEXANO.
Com o intuito de analisar, de forma geral, os processos biológicos presentes em cada rede de interação, o Funrich 3.1.4 foi utilizado. O Funrich é um software de acesso aberto que facilita a análise de dados proteômicos, fornecendo ferramentas para enriquecimento funcional e análise de redes de interação de genes e proteínas18.
As redes foram analisadas pelo plugin Molecular Complex Detection (MCODE), do programa Cytoscape 3.8.2, para ser possível a identificação dos módulos (clusters) – regiões fortemente conectadas –, os quais sugerem complexos proteicos relacionados física e/ou funcionalmente. Ainda foi utilizado o plugin Biological Network Gene Ontlogy (BiNGO) para analisar os principais bioprocessos associados com os clusters gerados pelo MCODE, bastante útil para direcionar a análise da rede com os seus compostos e suas proteínas. Para analisar a centralidade da rede foi utilizado o plugin Centiscape 2.2 com a finalidade de identificar os nós (proteína-composto) que possuem posições centrais. As centralidades analisadas foram o grau do nó (node degree), que se refere à quantificação de nós adjacentes diretamente conectados a outro nó, além da intermeabilidade (betwenness), os quais se refere ao número de caminhos mais “curtos” que passam por um único nó, possibilitando estimar a relação entre eles19.
Os hubs são as proteínas e/ou compostos (nós) com valor elevado de grau de nó, ou seja, com uma grande quantia de conexões a outros nós ou hubs com menos conexões, já os nós com valor de betwenness relativamente altos são os denominados “gargalos” (bottleneck – hub-gargalo: HG), devido a sua alta capacidade de interação com outras proteínas ou bioprocessos19. Por isso, os hubs-gargalos são tão essenciais na rede e, uma vez perturbados ou removidos, podem desencadear falhas dentro dela.
Resultados
Revisão sistemática
As buscas eletrônicas identificaram 116 registros relacionados a exposição química ocupacional. Noventa e seis registros foram excluídos porque não eram artigos relacionados ao tema estudado. Um total de 20 artigos foram incluídos na revisão (Figura 1).
A Tabela 1 apresenta dados dos estudos identificados nesta revisão que investigam a exposição ocupacional a solventes orgânicos e seus efeitos genotóxicos. Os artigos incluídos avaliaram a genotoxicidade por meio de testes citogenéticos amplamente utilizados no biomonitoramento humano, com foco na detecção de efeitos genotóxicos decorrentes da exposição ocupacional. Entre os testes mais frequentes, destacam-se o teste de micronúcleos, as aberrações cromossômicas estruturais e numéricas, as trocas de cromátides-irmãs (SCE), as pontes nucleoplasmáticas (NPB), os brotos nucleares (NBUD) e o ensaio cometa. Todos os estudos analisados relataram aumento significativo da genotoxicidade nos indivíduos expostos, em comparação aos grupos controle. O formaldeído foi o agente mais investigado, com 18 estudos abordando especificamente sua exposição em contextos ocupacionais. Além disso, observou-se que a maioria dos estudos avaliou a exposição a misturas de agentes químicos, e não a compostos isolados, refletindo a complexidade dos ambientes ocupacionais.
Na Tabela 2 é apresentada a lista das 24 substâncias químicas identificadas nos diferentes laboratórios estudados nos artigos selecionados e como são relacionadas às classificações GHS (Sistema Globalmente Harmonizado)6,20. Podemos observar todos os agentes químicos descritos nos artigos como de exposição química nos laboratórios de análises clínicas dos setores de urinálise, bioquímica, anatomia patológica, imunologia, microbiologia, histologia e clínica química, bem como em laboratórios de pesquisa que manipulam substâncias químicas e biológicas. Observa-se que 18 estudos citam o formaldeído como agente químico principal, seguido pelo metanol (2 estudos) e n-hexano (2 estudos).
Biologia de sistemas
A rede FORMALDEÍDO possui 597 nós e 17.602 conectores, a rede N-HEXANO possui 561 nós e 18.974 conectores e a rede METANOL possui 548 nós e 12.403 conectores (Apêndice A, Figuras Suplementares 1, 2e 3). Por meio do FunRich, foi feita uma análise geral dos processos biológicos de cada rede, que possibilitou observar proteínas de reparo, proteínas antiapoptóticas e de comunicação celular conectadas ao formaldeído (p < 0,05). Em relação à rede N-HEXANO, mais de 45% dos genes estão associados às vias de comunicação celular, enquanto para a rede METANOL, destacam-se os bioprocessos de metabolismo energético e transdução de sinal (Apêndice A, Figuras Suplementares 4, 5e 6).
Em cada rede, aplicamos a análise de clusterização por meio do plugin MCODE. A clusterização pode oferecer informações relevantes de grandes conjuntos de nós, pois apresenta os agrupamentos com mais características comuns entre si do que com nós de outro grupo. As redes FORMALDEÍDO e N-HEXANO geraram, cada uma, quatro clusters (score > 10) e a rede METANOL gerou seis clusters (score > 10) (dados não mostrados). O cluster com maior score, para cada rede, foi submetido à análise de enriquecimento funcional no programa BiNGO, revelando quantas e quais categorias estavam enriquecidas e quais os principais processos biológicos associados às proteínas estudadas. Nesta análise, destacaram-se bioprocessos como modificação pós-traducional, fosforilação, resposta à apoptose, regulação da comunicação celular, cascata de sinalização MPKK no cluster 1 da rede FORMALDEÍDO. Já no cluster 1 da rede N-HEXANO, os destaques foram as vias de comunicação celular, transdução de sinal da proteína RAS, regulação negativa da apoptose, e neurogênese. A rede METANOL apresentou, no cluster 1, processos biológicos significativos como a regulação do processo metabólico do ácido graxo, organização do peroxissomo, respiração aeróbica, resposta celular a espécies restivas em oxigênio (Apêndice A, Tabela Suplementar 1).
A análise de centralidade revelou em cada rede as proteínas HB, os quais são a representação de proteínas-chave em uma determina via metabólica. Alguns parâmetros importantes da análise topológica são a intermeabilidade (betweenness) e o grau de conectividade (degree) de cada um dos nós (proteínas). Um maior fluxo de informação passa por nós com alto valor relativo de centralidade. Os HBs com maiores valores de nó de grau e intermeabilidade são apresentados nas Figuras Suplementares 7, 8e 9do Apêndice A. Entre os principais nós HBs estão: (a) rede FORMALDEÍDO: MAPK1, MAPK3, MAPK14, MAPK11, SRC, Formaldeído, AKT1, CREBBP, UBC, CASP3 e o próprio formaldeído (Apêndice A, Figura Suplementar 7); (b) rede N-HEXANO: HRAS, KRAS, NRAS, SRC, GRB2, EGFR, UBA52 e SOS1 (Apêndice A, Figura Suplementar 8); (c) rede METANOL: PRKACA, PRKACB, PRKACG, RPS27A, HSP90AA1, CAT, AKT1 e o metanol (Apêndice A, Figura Suplementar 9).
Discussão
Nesta revisão sistemática, identificamos 20 estudos que avaliaram a exposição ocupacional a agentes químicos com potencial genotóxico em ambientes laboratoriais. Dentre os agentes investigados nas misturas, o formaldeído foi o mais frequentemente reportado, com 18 estudos abordando especificamente seus efeitos genotóxicos. A predominância desse agente pode ser explicada por seu uso difundido em laboratórios de anatomia patológica e análises clínicas, apesar de sua classificação como carcinógeno do Grupo 1 pela Agência Internacional para Pesquisa em Câncer (IARC). Do ponto de vista ocupacional, essa combinação reforça a necessidade de um monitoramento contínuo do formaldeído para proteger a saúde dos trabalhadores e orientar medidas preventivas adequadas21-25, 27-31, 33-42.
Embora diversos compostos tenham sido investigados, como benzeno, xileno, etanol, ácido clorídrico e n-hexano, observamos que a maioria dos estudos se concentrou em misturas complexas de solventes. O benzeno é um composto amplamente reconhecido por sua genotoxicidade, atuando por meio da formação de metabólitos reativos que provocam quebras cromossômicas, formação de micronúcleos e mutações genéticas, estando fortemente associado ao desenvolvimento de leucemias43. O xileno, embora apresente evidências menos robustas de genotoxicidade, pode induzir alterações genéticas em exposições elevadas e causa efeitos tóxicos no sistema nervoso central44. O etanol, por sua vez, tem baixo potencial genotóxico direto, mas seu metabólito acetaldeído é altamente reativo, formando adutos no DNA e promovendo mutações, além de aumentar o risco de diversos tipos de câncer45. O ácido clorídrico é predominantemente citotóxico, causando lesões teciduais severas por sua natureza corrosiva. Embora ele não seja um genotóxico primário, pode gerar danos indiretos ao DNA por meio do estresse oxidativo46. Já o n-hexano, conhecido por sua neurotoxicidade, também apresenta evidências limitadas de genotoxicidade, especialmente relacionadas à formação de aberrações cromossômicas47.
De maneira geral, a exposição ocupacional a essas substâncias químicas pode desencadear processos de estresse oxidativo, promovendo a geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) que, por sua vez, induzem danos ao DNA, contribuindo para a instabilidade genômica e aumentando o risco de desenvolvimento de doenças crônicas, incluindo câncer. A característica dessas exposições, envolvendo misturas de várias substâncias químicas, reforça a importância de compreender os efeitos combinados, já que as interações sinérgicas entre os diferentes agentes podem potencializar os danos ao DNA3. Os principais mecanismos propostos para explicar os efeitos genotóxicos observados envolvem o estresse oxidativo, especialmente a produção de EROs, associadas à exposição crônica a essas misturas químicas3,48.
Dos estudos incluídos, apenas três foram conduzidos no Brasil22,26,40, o que limita a generalização de nossos achados no contexto nacional. Apesar disso, observamos que, historicamente, os ensaios citogenéticos, especialmente o teste de micronúcleos, têm sido os mais utilizados no país. Essa escolha parece estar relacionada à simplicidade e ao baixo custo desses métodos, o que os torna acessíveis mesmo em contextos com recursos limitados. Contudo, não é possível afirmar que tais testes sejam os mais utilizados no Brasil, dado o número reduzido de estudos nacionais. Em relação a outras exposições ocupacionais a misturas complexas, tanto o teste de micronúcleos como o ensaio cometa são os mais utilizados na detecção de danos ao DNA3. A escassez de investigações locais também compromete a avaliação de exposições ocupacionais relevantes, como aquelas associadas ao uso intenso de agrotóxicos ou solventes em laboratórios públicos e privados3.
A análise dos estudos revelou ainda, como uma limitação recorrente, a ausência de dados quantitativos sobre os níveis de exposição. A maioria dos trabalhos baseou-se em questionários e abordagens qualitativas, sem o suporte de biomonitoramento ou monitoramento ambiental (como análise do ar). A ausência desses dados compromete a acurácia na correlação entre os níveis de exposição e os desfechos genotóxicos observados. Estudos futuros devem incorporar estratégias mais robustas de avaliação da exposição, como biomarcadores específicos e métodos instrumentais de quantificação ambiental, além de considerar fatores de confusão como idade, sexo, estilo de vida e dieta, que podem interferir nos resultados de biomonitoramento.
A aplicação da biologia de sistemas em alguns estudos trouxe contribuições relevantes, ao permitir a análise integrada de diferentes biomarcadores e vias moleculares associadas ao dano genético. Isso possibilita uma compreensão mais abrangente dos mecanismos envolvidos, especialmente em contextos de exposição múltipla. No entanto, o seu uso ainda é incipiente e, frequentemente, pouco explorado de forma crítica. A biologia de sistemas poderia ser mais amplamente aplicada na avaliação dos efeitos de misturas químicas, contribuindo para o mapeamento de redes de sinalização celular afetadas, a identificação de genes-alvo e as vias metabólicas alteradas pela exposição ocupacional. Na análise realizada por ferramentas da biologia de sistemas, destacaram-se bioprocessos como modificação pós-traducional, fosforilação, resposta à apoptose, regulação da comunicação celular e a cascata de sinalização MPKK para o formaldeído. Enquanto, para o hexano, o foco esteve nas vias de comunicação celular, transdução de sinal da proteína RAS, regulação negativa da apoptose e neurogênese. Para o metanol, foram destacadas a regulação do processo metabólico do ácido graxo, a organização do peroxissomo, a respiração aeróbica e a resposta celular a espécies reativas em oxigênio.
Todos esses bioprocessos podem estar relacionados de alguma forma com os processos celulares que levam aos danos ao DNA, conforme demonstrado na revisão da literatura. Muitas proteínas hub das três redes geradas são cinases, que desempenham papéis críticos na manutenção dos telômeros e no reparo do DNA49. A análise de ontologia do cluster 1 das redes FORMALDEÍDO e N-HEXANO também revelou processos como fosforilação, enquanto no cluster 1 da rede METANOL foram identificados processos relacionados à organização do peroxissomo e à resposta a espécies reativas de oxigênio. Estudos têm mostrado que a catalase é ativamente transportada para fora dos peroxissomos durante períodos de estresse oxidativo, conferindo um efeito protetor maior para a célula50,51, e esse estresse oxidativo pode estar sendo causado pela exposição ao etanol, impactando também a estabilidade genética.
Nossos achados reforçam a necessidade de desenhos experimentais mais robustos que integrem abordagens clássicas de genotoxicidade com ferramentas moleculares e ômicas. Além disso, é essencial que estudos futuros incorporem análises estatísticas mais sofisticadas que permitam avaliar correlações entre níveis de exposição e efeitos biológicos, considerando exposições múltiplas e crônicas. A partir disso, será possível avançar na construção de perfis de exposição mais realistas e no desenvolvimento de políticas preventivas mais eficazes. A ciência, ao mapear os danos moleculares e celulares decorrentes dessas exposições, deve servir de base para a formulação de ações regulatórias e para o fortalecimento da Vigilância em Saúde do Trabalhador.
Conclusão
A análise dos estudos incluídos nesta revisão indicou 24 substâncias potencialmente genotóxicas utilizadas nos laboratórios diagnósticos. O formaldeído foi a substância mais identificada nos ambientes de trabalho, além do n-hexano e do metanol. Benzeno, xileno, solventes orgânicos em geral e ácidos fortes (como o ácido clorídrico), também foram identificados. Eles apresentaram genotoxicidade e foram frequentemente associados à carcinogenicidade. Os principais efeitos genotóxicos identificados incluíram a formação de micronúcleos, as quebras de fita de DNA e o aumento de aberrações cromossômicas, indicativos de instabilidade genômica e possíveis eventos iniciadores de processos neoplásicos. Embora esses agentes já sejam amplamente reconhecidos por seus efeitos adversos, observa-se uma carência de estudos que integrem de forma robusta o perfil de exposição e ferramentas moleculares capazes de elucidar os mecanismos envolvidos. Na análise de biologia de sistemas, processos como modificação pós-traducional, fosforilação, resposta à apoptose, regulação da comunicação celular e resposta celular às espécies reativas de oxigênio foram destacados, entre outros. Os bioprocessos identificados podem estar relacionados aos processos celulares que conduzem aos danos ao DNA, conforme demonstrado na literatura revisada. A aplicação da biologia de sistemas, embora não explorada nos artigos analisados, pode contribuir futuramente para a identificação de redes de genes e vias metabólicas afetadas, oferecendo uma compreensão mais integrada dos efeitos celulares frente a exposições múltiplas e complexas.
Referências
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Informação sobre trabalho acadêmico:
Artigo derivado da dissertação de mestrado intitulada “Exposição ocupacional em laboratórios de diagnósticos clínicos a substâncias químicas genotóxicas e os principais mecanismos celulares relacionados aos danos ao DNA”, defendida por Ana Kamila Figueira Burlamaqui no Programa de Pós-graduação em Saúde e Desenvolvimento Humano, da Universidade La Salle, em 2022.
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Disponibilidade de dados:
Todo o conjunto de dados que dá suporte aos resultados deste estudo está no repositório SciELO Data, disponível em: https://doi.org/10.48331/SCIELODATA.WSM4ZV
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Declaração sobre uso de Inteligência Artificial:
As autoras declaram que não foram utilizadas ferramentas de inteligência artificial para a elaboração do artigo.
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Apresentação do estudo em evento científico:
Os autores informam que o estudo não foi apresentado em evento científico.
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Financiamento:
As autoras declaram que o estudo não foi subvencionado.
Apêndice 1
Apêndice 2
Apêndice 3
Apêndice 7
Gráfico de hubs-gargalo com os nós mais relevantes da rede FORMALDEÍDO. O eixo das abcissas mostra os valores de intermeabilidade, enquanto que o eixo das ordenadas, o grau de nó. A linha acima de 100 grau de nó representam os nós acima da média (hubs-gargalos), os quais apresentam elevada capacidade de interação e/ou sinalização com outros processos biológicos
Apêndice 8
Gráfico de hubs-gargalo com os nós mais relevantes da rede N-HEXANO. O eixo das abcissas mostra os valores de intermeabilidade, enquanto que o eixo das ordenadas, o grau de nó. A linha acima de 100 grau de nó representam os nós acima da média (hubs-gargalos), os quais apresentam elevada capacidade de interação e/ou sinalização com outros processos biológicos
Apêndice 9
Gráfico de hubs-gargalo com os nós mais relevantes da rede METANOL. O eixo das abcissas mostra os valores de intermeabilidade, enquanto que o eixo das ordenadas, o grau de nó. A linha acima de 100 grau de nó representam os nós acima da média (hubs-gargalos), os quais apresentam elevada capacidade de interação e/ou sinalização com outros processos biológicos
Apêndice 10
Editado por
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Editores responsáveis:
José Tarcísio Penteado BuschinelliLeila Posenato Garcia
Todo o conjunto de dados que dá suporte aos resultados deste estudo está no repositório SciELO Data, disponível em: https://doi.org/10.48331/SCIELODATA.WSM4ZV
