Exposición a pesticidas no persistentes y otros disruptores endocrinos, desarrollo puberal y susceptibilidad genética en niños y niñas de la cohorte infancia y medio ambiente (INMA)

Resumen

Diversos pesticidas no persistentes, como insecticidas organofosforados y piretroides, fungicidas y herbicidas, y otros compuestos químicos presentes en productos de consumo de uso cotidiano, como los ftalatos, poseen actividad estrogénica y/o antiandrogénica, siendo clasificados como disruptores endocrinos (DEs). Los procesos implicados en el desarrollo de la pubertad son potencialmente vulnerables a la acción de los DEs y la exposición en momentos críticos del desarrollo podría ser una de las causas atribuidas a la tendencia hacia el adelanto de la pubertad observada en las últimas décadas, especialmente en las niñas. Además, determinadas variantes genéticas podrían conferir mayor susceptibilidad a los potenciales efectos adversos en salud de los pesticidas y otros contaminantes ambientales. El primer objetivo específico de esta Tesis Doctoral fue realizar una revisión sistemática de la evidencia epidemiológica de asociación entre la exposición temprana a pesticidas no persistentes y desarrollo puberal (edad de inicio o estado de maduración sexual). Para ello, se realizó una búsqueda sistemática en las bases de datos MEDLINE y SCOPUS de los artículos publicados hasta noviembre de 2020 y se excluyeron los estudios no epidemiológicos, no originales, publicados en idiomas diferentes al inglés, español, italiano o portugués y los estudios en los que el desarrollo puberal o la maduración sexual no era la variable respuesta principal. En la metodología se siguieron las directrices de la guía PRISMA y la calidad de las evidencias se evaluó mediante la escala GRADE. Trece estudios cumplían los criterios de inclusión y ocho de ellos describían asociaciones significativas con alteraciones en la edad de inicio de la pubertad. Así, la exposición in utero a herbicidas tipo atrazina se relacionó con menarquia más temprana en un estudio; la exposición infantil a insecticidas organofosforados (OPs) se asoció con retraso en el desarrollo puberal en ambos sexos en otro estudio, mientras que la exposición a insecticidas piretroides se asoció con retraso en la maduración sexual en niñas y adelanto puberal en niños en dos estudios, respectivamente. La exposición prenatal a múltiples pesticidas se relacionó con adelanto puberal en niñas y retraso puberal en niños en dos estudios, respectivamente, mientras que el residir en áreas rurales durante la infancia se relacionó con retraso en la edad de la menarquia en niñas en un estudio y con adelanto puberal en niños en otro. El segundo objetivo fue evaluar la asociación entre la exposición a pesticidas no persistentes y el desarrollo puberal de niños y niñas con edad entre 7 y 11 años. Para ello se realizó un estudio transversal en el que se cuantificaron cuatro metabolitos de insecticidas (TCPy, metabolito de clorpirifós; IMPy, metabolito de diazinón; DETP, metabolito no específico de insecticidas OPs y 3-PBA, metabolito genérico de piretroides) y el metabolito de fungicidas bisditiocarbamatos de etileno, etilentiourea (ETU), en muestras urinarias de 939 niños y 606 niñas que participan en el estudio de cohortes multicéntrico Infancia y Medio Ambiente (INMA) en Asturias, Gipuzkoa, Granada, Sabadell y Valencia. Para la evaluación puberal de los niños se empleó la escala de Tanner y la Escala de Desarrollo Puberal (PDS). Mediante regresión logística multivariante, se examinó la asociación de cada metabolito con la probabilidad de estar en estadío ≥2 para cada hito puberal. Se exploró además el efecto modificador del índice de masa corporal (IMC) mediante análisis estratificado (peso bajo/normal versus sobrepeso/obesidad). En las niñas, se observó que mayores concentraciones urinarias de DETP y ETU se asociaban con mayor probabilidad de haber iniciado la pubertad según la PDS, y que las concentraciones de ETU también se asociaban con mayor probabilidad de haber iniciado el desarrollo mamario, especialmente en niñas con peso bajo/normal. En los niños, la detección de TCPy, ETU y 3-PBA se asoció con mayor probabilidad de haber iniciado el desarrollo genital, siendo la asociación con ETU y 3-PBA significativa solo en niños con peso bajo/normal y sobrepeso/obesidad, respectivamente. En cambio, DETP se asoció con retraso puberal en niños con sobrepeso/obesidad. El tercer objetivo fue evaluar la asociación entre la exposición prenatal a ftalatos y el desarrollo puberal de niños y niñas de las cohortes INMA de Gipuzkoa, Sabadell y Valencia en la misma ventana temporal (7-10 años). Un total de 409 niñas y 379 niños participaron en el estudio. Se recogieron muestras de orina de las madres durante el embarazo, en las que se analizaron los metabolitos de 6 ftalatos (DEP, DiBP, DnBP, BBzP, DEHP y DiNP) y el plastificante no ftalato DINCH®. Se examinó la asociación entre la exposición prenatal a ftalatos y el desarrollo puberal evaluado mediante la PDS cumplimentada por los padres. Para ello, se utilizó la regresión de Poisson con varianza robusta. Para evaluar el posible papel del IMC como factor modificador se realizó análisis estratificado. En niños, la exposición prenatal a DEHP, DEP y DnBP estaba asociaba con un mayor riesgo de haber iniciado la pubertad, y en niñas, la exposición a DEHP se asoció con mayor riesgo de adrenarquia. En cambio, BBzP y DINCH® se asociaron con menor riesgo de adrenarquia en niños con sobrepeso/obesidad. En niñas con sobrepeso, DiBP, DnBP y DINCH® se asociaron con un riesgo ligeramente mayor de gonadarquia. El efecto combinado de la exposición a la mezcla de ftalatos, evaluado mediante regresión de suma de cuantiles ponderada (WQS), no se asoció con la pubertad en ninguno de los dos sexos. El cuarto objetivo de esta Tesis Doctoral fue examinar la asociación entre la exposición a pesticidas no persistentes y el estado de maduración sexual en 201 adolescentes varones de 14 a 17 años de edad, participantes de las cohortes INMA de Granada y Menorca. Se cuantificaron los metabolitos urinarios TCPy, IMPy, DETP y malatión diácido (MDA), metabolito de malatión; los metabolitos inespecíficos de los piretroides 3-PBA y ácido dimetilciclopropano carboxílico (DCCA); el 1-naftol (1-N), metabolito de carbarilo y ETU. La maduración sexual se evaluó mediante la escala de Tanner, la PDS y medición de volumen testicular (VT). Se empleó regresión logística multivariante para examinar la asociación de cada metabolito con la probabilidad de estar en estadío 5 de Tanner, estadío ≥4 de la PDS y de presentar VT ≥25 mL. La exposición a DETP, TCPy y MDA se asoció con una menor maduración sexual (gonadal para DETP y TCPy y adrenal para MDA), mientras que 1-N se asoció con mayor maduración adrenal pero menor VT. El quinto y último objetivo fue evaluar la relación entre la exposición a pesticidas no persistentes y las concentraciones séricas de hormonas sexuales en adolescentes varones de la cohorte INMA-Granada y la posible interacción con polimorfismos (SNPs) en genes involucrados en el metabolismo de pesticidas. Para ello se realizaron dos estudios transversales en adolescentes de la cohorte de Granada que participaron en visita de seguimiento a la edad de 15-17 años: en el primero se cuantificaron las concentraciones urinarias de los metabolitos de insecticidas OPs: TCPy, IMPy, DETP y DEDTP, y en el segundo se cuantificaron los metabolitos urinarios ETU, 3-PBA y 1-N. Para ambos estudios se cuantificaron las concentraciones séricas de las principales hormonas sexuales y tiroideas y se examinaron las frecuencias de los SNPs de PON1, CYP2C19 y CYP2D6. La exposición a TCPy se asoció con un aumento de los niveles de dehidroepiandosterona sulfato (DHEA-S) y disminución de estradiol (E2), hormona folículo estimulante (FSH) y hormona anti-Mülleriana (AMH); la detección de IMPy con aumento de los niveles de E2, DHEA-S, FSH, AMH y prolactina y con menores niveles de hormona luteinizante (LH) y de la proteína transportadora de hormonas sexuales (SHBG); la detección de DETP se asoció, aunque de forma no significativa, con aumento de los niveles de testosterona y triiodotironina (T3) y disminución de FSH, AMH y prolactina. El efecto de IMPy y DETP sobre los niveles de DHEA-S y testosterona, respectivamente, fue mayor en los adolescentes portadores del genotipo PON1 55MM, asociado a menores concentraciones de PON1, mientras que el efecto de TCPy, IMPy y DETP sobre los niveles de hormona tiroidea fue mayor en los adolescentes con menor capacidad de metabolización, portadores de los genotipos PON1 192QR/RR o 55MM. En el segundo estudio, la exposición a 3-PBA se asoció con mayores niveles de T3, mientras que 1-N con aumento de DHEA-S y disminución de E2 y FSH. La magnitud de las asociaciones observadas para 1-N y DHEA-S era más fuerte en los portadores de las variantes de pérdida de función CYP2C19*2 y CYP2D6*4. Además, se observó una asociación entre la detección de ETU y niveles de cortisol solo en los portadores de los genotipos 1846GA y AA del gen CYP2D6. En conclusión, los resultados de esta Tesis Doctoral sugieren que la exposición a determinados pesticidas no persistentes y otros DEs como los ftalatos en etapas de especial vulnerabilidad, como la infancia y el embarazo, podría estar asociada con alteraciones en el desarrollo puberal y en las concentraciones de hormonas sexuales, siendo el estado nutricional y la susceptibilidad genética individual factores que pueden modificar dichas asociaciones.