El exposoma: cuando nuestro entorno impulsa la salud y la enfermedad
Emma Schymanski. Crédito: ScienceRelations
Science ha publicado en su número de enero dos artículos de la profesora asociada Emma Schymanski, jefa del grupo de investigación de quimioinformática medioambiental de la Universidad de Luxemburgo. Este es un reconocimiento entusiasta de la relevancia del enfoque de investigación de su equipo: desarrollar métodos para identificar sustancias químicas desconocidas y sus efectos sobre la salud y la enfermedad.
En las dos contribuciones a Science, la profesora Schymanski y sus coautores presentan el exposoma, un concepto reciente que tiene como objetivo captar la diversidad de factores ambientales que pueden afectarnos. También resumen nuevos avances tecnológicos y herramientas analíticas utilizadas para identificar sustancias químicas y comprender su impacto.
La suma de todos los factores ambientales
El exposoma es la suma de todos los impulsores ambientales de la salud y enfermedades: una combinación de factores externos como sustancias químicas contenidas en el aire, el agua o los alimentos, y de componentes internos producidos por nuestro organismo en respuesta a diversos factores de estrés. Este conjunto muy complejo de elementos está en constante evolución, y mapearlo completamente es una tarea desafiante. Un primer artículo describe avances recientes que ayudarán en esta tarea, como el desarrollo de la espectrometría de masas de alta resolución, una tecnología que puede detectar decenas de miles de compuestos en muestras biológicas y ambientales. Asociados con bases de datos cada vez mayores sobre todos los productos químicos conocidos y poderosas herramientas computacionales para analizar grandes cantidades de datos, estos avances tecnológicos recientes podrían revolucionar el monitoreo ambiental.
Ilustración de Exposome (inglés). Crédito: Universidad de Luxemburgo
Una red compleja de sustancias químicas
Este primer documento también destaca que se necesita un enfoque de red para tener en cuenta la gran cantidad de exposiciones químicas en nuestra vida diaria y la forma compleja en que se producen. interactuar con nuestras células. Es por eso que la segunda revisión describe formas de caracterizar grupos de químicos en diversas muestras, desde agua y suelo hasta tejidos biológicos, e identificar mezclas que presentan un riesgo combinado. «Se pueden utilizar técnicas de muestreo innovadoras, como toallitas para las manos o brazaletes de silicona, para medir la exposición personal», explica el Prof. Schymanski. «También mencionamos la importancia de los análisis no dirigidos para identificar contaminantes desconocidos y mostramos el potencial de los bioensayos in vitro para evaluar la toxicidad de mezclas complejas, incluso si se desconocen las identidades químicas».
«Ambos artículos son un llamado a un esfuerzo de investigación a una escala comparable a lo que se hizo con el genoma humano, para obtener un conocimiento profundo del cóctel de sustancias a las que estamos expuestos y sus complejas interacciones con los organismos vivos», señala el Prof. Schymanski.
Todavía quedan muchos desafíos por delante: las bases de datos deben armonizarse y hacerse totalmente accesibles, las herramientas estadísticas deben perfeccionarse para dar cuenta de la constelación de productos químicos provenientes de fuentes relacionadas, y las metodologías deben estandarizarse. Pero a pesar de las dificultades, las perspectivas son enormes.
Necesidad de investigación sobre calidad y salud ambiental
Según el estado ambiental europeo y las perspectivas para 2020, nos enfrentamos a desafíos ambientales de una escala sin precedentes. La cantidad de nuevos productos químicos aumentó de 20 a 156 millones entre 2002 y 2019. Los pesticidas, los productos químicos industriales y los productos farmacéuticos pueden ingresar al medio ambiente y a la cadena alimentaria, posiblemente causando efectos no deseados y enfermedades. La investigación médica estima que cada año nueve millones de muertes están relacionadas con la contaminación. Esto destaca la necesidad de investigación para abordar la complejidad química de nuestro mundo y dilucidar los múltiples vínculos entre la calidad ambiental y la salud.
Al igual que los estudios genómicos a gran escala permitieron la detección de muchas variaciones genéticas vinculadas a enfermedades, la la implementación de estudios de asociación de todo el exposoma con cientos de miles de participantes ayudaría a identificar los factores de riesgo químicos más fuertes y comprender su impacto en la salud individual. Permitirá el establecimiento de puntajes de riesgo ambiental, que podrían usarse para desarrollar estrategias individuales de prevención y tratamiento.
«Además de proporcionar información crucial para pacientes individuales, la investigación sobre el exposoma también respaldará el cambio necesario en las políticas existentes», dice el profesor Schymanski. Al ayudar a los organismos reguladores a centrarse en las sustancias químicas con el efecto más adverso y dilucidar su efecto combinado, ayudará a minimizar el impacto en nuestra salud y en los ecosistemas en los que vivimos. El director de LCSB, Prof. Rudi Balling, concluye: «Estamos orgullosos de que con el Prof. Schymanski, Luxemburgo está ahora a la vanguardia de este apasionante y significativo campo de investigación».
Explore más
Sustancias químicas en el medio ambiente: un enfoque en las mezclas Más información: Roel Vermeulen et al. El exposoma y la salud: Donde la química se encuentra con la biología, Ciencia (2020). DOI: 10.1126/science.aay3164
Beate I. Escher et al, Seguimiento de mezclas complejas de productos químicos en nuestro entorno cambiante, Science (2020). DOI: 10.1126/science.aay6636 Información de la revista: Science