Human exposure to hormone-active chemicals present in personal care products, and risk of onset and development of endometriosis in women of childbearing age

Resumen

Introducción La endometriosis es una enfermedad ginecológica crónica que afecta cada vez a un mayor número de mujeres en todo el mundo. A pesar del número creciente de artículos publicados en los últimos años, son muchas las lagunas del conocimiento existentes en torno a la etiología y fisiopatología de esta enfermedad. Además, las dificultades en su diagnóstico, principalmente quirúrgico, y en su tratamiento, enfocado a disminuir la sintomatología, obstaculizan aún más su abordaje. El conocimiento disponible sugiere que se trata de una enfermedad multifactorial, en la que interactúan de forma simultánea factores genéticos, inmunológicos, hormonales y ambientales. Junto con el incremento en la incidencia de esta enfermedad se ha producido, en las últimas décadas, un aumento paralelo de la presencia ambiental de sustancias químicas de síntesis con actividad hormonal. Muchas de estas sustancias químicas, disruptores endocrinos (EDCs), se utilizan en cosméticos y productos de cuidado personal (PCPs), haciendo que la población esté diariamente expuesta. Dado que la endometriosis está considerada como una enfermedad hormono-dependiente, se sospecha que la exposición humana a EDCs podría estar detrás del aumento en el riesgo de esta enfermedad. Objetivo El objetivo principal de esta tesis doctoral fue explorar la asociación entre la exposición a EDCs, específicamente a dos familias de estos compuestos, parabenos-PB y benzofenonas-BP, presentes en cosméticos y PCPs, y el riesgo de aparición y desarrollo de endometriosis en mujeres en edad fértil. Para ello, se propusieron los siguientes objetivos específicos: Objetivo 1: Evaluar las concentraciones de PBs y BPs en sangre menstrual, una matriz en contacto íntimo con el endometrio, comparar las concentraciones de estos contaminantes en sangre menstrual y periférica, y explorar factores sociodemográficos y de estilo de vida relacionados. Objetivo 2: Investigar las asociaciones entre la exposición a PBs y BPs y el riesgo de endometriosis, así como con la frecuencia de uso de cosméticos y PCPs, y evaluar la influencia del estrés oxidativo en las asociaciones encontradas Objetivo 3: Describir el perfil de expresión en tejido endometriósico de diferentes genes relacionados con vías de señalización celular claves para el desarrollo y progresión de la endometriosis, y explorar su relación con las concentraciones de PBs y BPs en este tejido. Objetivo 4: Evaluar la actividad biológica (estrogénica y anti-androgénica) de productos y formulaciones cosméticas de la empresa Inves Biofarm, y analizar la presencia de diferentes disruptores endocrinos. Material y Métodos Para dar respuesta al objetivo 1, se determinaron las concentraciones de PBs y BPs en muestras de sangre menstrual y periférica de mujeres voluntarias españolas sanas. Las concentraciones sanguíneas de PBs y BPs se determinaron mediante microextracción líquido-líquido dispersiva (DLLME) y cromatografía líquida de ultra alta resolución con espectrometría de masas en tándem (UHPLC-MS/MS). La información sociodemográfica y de estilo de vida se obtuvo mediante el uso de diferentes cuestionarios. Para dar respuesta a los objetivos 2 y 3, se diseñó un estudio caso-control, recogiendo muestras de orina en ayunas de mujeres en edad fértil con diagnóstico confirmado de endometriosis mediante cirugía (casos), y de mujeres sin diagnóstico de endometriosis, sometidas a laparotomía o laparoscopia en el mismo hospital que los casos, pero con diagnóstico de enfermed no maligna (controles). Se recogieron también muestras de tejido endometriósico de los casos. Las concentraciones urinarias de PBs y BPs se determinaron mediante DLLME y UHPLC-MS/MS. Se evaluaron biomarcadores de estrés oxidativo en todas las muestras de orina mediante diferentes kits enzimáticos. Los perfiles de expresión de 36 genes involucrados en 9 vías de señalización celular, relacionadas con la endometriosis, se determinaron en muestras de tejido endometriosico mediante PCR en tiempo real. La información sociodemográfica, clínica y quirúrgica se obtuvo mediante el uso de diferentes cuestionarios. Para dar respuesta al objetivo 4, se evaluaron las concentraciones de PBs y BPs y se analizó la actividad estrogénica y anti-androgénica de 6 productos cosméticos, además de 1 principio activo y 2 envases de plástico, proporcionados por la empresa privada Inves Biofarm. Resultados Artículo 1: Todas las muestras de sangre menstrual tenían niveles detectables de ≥3 de los compuestos seleccionados, y el 52.6% de las muestras contenían ≥6 compuestos. MeP, PrP y BP-3 fueron los compuestos detectados con mayor frecuencia (frecuencias de detección >90.0%). La edad, el uso de PCPs y el consumo de algunos alimentos (carne, pasta, queso o productos lácteos) se relacionaron con las concentraciones sanguíneas menstruales de algunos PBs/BPs. Las concentraciones de los EDCs medidos en sangre menstrual y periférica no se correlacionaron, o lo hicieron débilmente, siendo las concentraciones en sangre periférica más altas. Artículo 2: La frecuencia de uso de ciertos cosméticos y PCPs se asoció significativamente con las concentraciones urinarias de PBs y BPs. Después de ajustar por posibles factores de confusión, el riesgo de endometriosis fue mayor cuando se compararon a las mujeres en el segundo versus primer tercil de MeP (OR=5.63; p<0.001), BP-1 (OR=5.12; p=0.011), BP-3 (OR=4.98; p=0.008) y ƩBPs (OR=3.34; p=0.032). No se encontraron asociaciones significativas cuando se compararon a las mujeres en el tercer versus primer tercil de exposición. El estrés oxidativo no modificaba las asociaciones encontradas entre exposición a PBs/BPs y riesgo de endometriosis. Artículo 3: A pesar de que la inflamación podría desempeñar un papel central en la fisiopatología de la endometriosis y está considerada como un posible mecanismo de acción de los EDCs, una revisión sistemática de la literatura científica sobre exposición humana a PBs y BPs y biomarcadores inflamatorios mostró la escasez de estudios e información en este área de conocimiento y la necesidad de seguir investigando para comprender mejor los mecanismos de acción subyacentes a los PBs y BPs, y el papel fundamental que podría desempeñar la inflamación en la endometriosis. Artículos 4 y 5: Más de la mitad de los genes seleccionados se encontraron expresados en >75% de las muestras de tejido endometriósico analizadas. La concentración de los congéneres de PBs y BPs analizados se asoció positivamente con la expresión de genes relacionados con vías celulares clave en el desarrollo de la endometriosis, concretamente genes de adhesión celular, migración/invasión/metástasis, inflamación, angiogénesis, proliferación celular-estimulación hormonal, ciclo celular, diferenciación celular y de metabolismo lipídico. No se encontraron asociaciones entre la exposición a PBs y BPs y genes de la apoptosis. Colaboración con la empresa Inves Biofarm: No se encontraron concentraciones detectables de PBs y BPs en ninguno de los envases de plástico analizados, ni tampoco en el principio activo proporcionado. Solo se encontraron concentraciones detectables de MeP, EtP y PrP en una muestra, y de BP-3 en cuatro de los productos cosméticos recibidos. Solamente algunos productos cosméticos y envases de plástico extraídos con cloroformo y acetonitrilo mostraron actividades estrogénica y antiandrogénica. Conclusión La exposición humana a sustancias químicas con actividad hormonal, presentes en algunos cosméticos y PCPs, podría aumentar el riesgo de endometriosis en mujeres en edad fértil. Esta exposición podría también estar relacionada con la expresión de genes involucrados en vías de señalización celular claves para el desarrollo de esta enfermedad. Es necesario, por tanto, eliminar o restringuir el uso de PBs o BPs en la composición de cosméticos y PCPs, lo que podría ayudar a disminuir la exposición humana a estos EDCs y, con ello, el riesgo de aparición y desarrollo de endometriosis.