Un estudio liderado por científicos biomédicos de la Universidad de California, Riverside, ha demostrado por primera vez que la exposición de un padre a microplásticos (MPs) puede desencadenar disfunciones metabólicas en su descendencia. La investigación, realizada en modelos de ratón, destaca una vía previamente desconocida a través de la cual los contaminantes ambientales impactan en la salud de las futuras generaciones.
Si bien los MPs ya se han detectado en sistemas reproductivos humanos, este estudio, publicado en el Journal of the Endocrine Society, es el primero en establecer una conexión entre la exposición paterna a MPs y la salud a largo plazo de la siguiente generación (la descendencia “F1”).
Los MPs son partículas de plástico diminutas (menos de 5 milímetros) que resultan de la descomposición de productos de consumo y residuos industriales. Los trastornos metabólicos se refieren a un grupo de afecciones –que incluyen presión arterial alta, niveles elevados de azúcar en sangre y exceso de grasa corporal– que aumentan el riesgo de enfermedades cardíacas y diabetes.
Para inducir trastornos metabólicos en la descendencia F1, los investigadores alimentaron a los animales con una dieta alta en grasas. Este enfoque ayuda a revelar los efectos de la exposición paterna que de otro modo podrían ser leves u ocultos en condiciones dietéticas normales. La dieta alta en grasas imita patrones de alimentación poco saludables comunes, como la dieta occidental, y amplifica los riesgos metabólicos. Dado que los padres en sí fueron alimentados con una dieta regular, la obesidad observada en la descendencia F1 es inducida por la dieta.
El equipo de investigación descubrió que la descendencia femenina de ratones machos expuestos a MPs era significativamente más susceptible a los trastornos metabólicos que la descendencia de padres no expuestos, a pesar de que toda la descendencia fue alimentada con la misma dieta alta en grasas.
“Las razones exactas de este efecto específico del sexo aún no están claras”, dijo Changcheng Zhou, profesor de ciencias biomédicas en la Facultad de Medicina de la UCR y autor principal del estudio. “En nuestro estudio, la descendencia femenina desarrolló fenotipos diabéticos. Observamos una regulación al alza de genes proinflamatorios y prodiabéticos en sus hígados, genes previamente vinculados a la diabetes. Estos cambios no se observaron en la descendencia masculina”.
Los investigadores encontraron que, si bien la descendencia masculina no desarrolló diabetes, mostró una ligera pero significativa disminución en la masa grasa. La descendencia femenina mostró una disminución en la masa muscular junto con un aumento de la diabetes.
Para comprender cómo se transmitió el rasgo, los investigadores utilizaron una tecnología de secuenciación especializada llamada PANDORA-seq, desarrollada en la UCR. Descubrieron que la exposición a MPs altera la “carga” del esperma, afectando a las pequeñas moléculas que regulan cómo se activan o desactivan los genes.
Específicamente, la exposición a MPs alteró significativamente el perfil de pequeños ARN del esperma, incluidos los tsRNAs (small RNAs derivados de tRNA) y los rsRNAs (small RNAs derivados de rRNA), tipos de pequeños ARN no codificantes. A diferencia del ADN, que proporciona el “plano” para la vida, estas moléculas de ARN pueden actuar como “atenuadores” para los genes, controlando cuánto o poco se expresa un gen durante el desarrollo.
“Hasta donde sabemos, nuestro es el primer estudio que demuestra que la exposición paterna a microplásticos puede afectar los perfiles de pequeños ARN no codificantes del esperma e inducir trastornos metabólicos en la descendencia”, dijo Zhou.
Zhou enfatizó que el estudio sugiere que el impacto de la contaminación por plásticos no se limita al individuo expuesto; puede dejar una huella biológica que predispone a los hijos a enfermedades crónicas.
“Nuestro descubrimiento abre un nuevo horizonte en la salud ambiental, cambiando el enfoque hacia cómo los entornos de ambos padres contribuyen a la salud de sus hijos”, dijo. “Estos hallazgos de un estudio en ratones probablemente tengan implicaciones para los humanos. Los hombres que planean tener hijos deben considerar reducir su exposición a sustancias nocivas como los microplásticos para proteger tanto su salud como la de sus futuros hijos”.
El equipo de investigación espera que los hallazgos guíen futuras investigaciones sobre cómo los MPs e incluso los nanoplásticos más pequeños afectan el desarrollo humano.
“Nuestros futuros estudios probablemente investigarán si la exposición materna produce riesgos similares y cómo se pueden mitigar estos cambios metabólicos”, dijo Zhou.
Zhou contó con la colaboración de Seung Hyun Park, Jianfei Pan, Ting-An Lin, Sijie Tang y Sihem Cheloufi de la UCR; Xudong Zhang y Qi Chen de la Facultad de Medicina de la Universidad de Utah; y Tong Zhou de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nevada, Reno.
El estudio contó con el apoyo parcial de subvenciones de los Institutos Nacionales de la Salud.
El título del artículo es “Paternal microplastic exposure alters sperm small non-coding RNAs and affects offspring metabolic health in mice” (La exposición paterna a microplásticos altera los pequeños ARN no codificantes del esperma y afecta la salud metabólica de la descendencia en ratones).
Imagen de encabezado Crédito: Khanchit Khirisutchalual/iStock/Getty Images Plus.
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