15/06/2021

Metais de terras raras podem ser tóxicos para o ser humano

Redação do Diário da Saúde
Metais de terras raras podem ser tóxicos para o ser humano
Os lantanídeos compõem uma família de elementos da Tabela Periódica.
[Imagem: SBQ (Sociedade Brasileira de Química)/Divulgação]

Lantanídeos

Se você se lembra das aulas de química, sabe que os lantanídeos são metais pesados de um grupo mais conhecido como "terras raras", que possuem propriedades magnéticas excepcionais e um talento especial para emitir luz.

Os cientistas sempre consideraram que o risco de toxicidade dos lantanídeos seria baixo e, portanto, seguro para implementar em uma série de avanços de alta tecnologia que agora consideramos como garantidos: dos OLEDs (telas orgânicas emissoras de luz) e ressonâncias magnéticas médicas até os motores dos carros elétricos e geradores eólicos.

Contudo, as pesquisas mais recentes têm levado alguns cientistas a questionar essa suposta segurança dos lantanídeos para os seres vivos e para o ambiente.

Em questões relacionadas à saúde, por exemplo, alguns pacientes de ressonância magnética atribuíram uma série de efeitos colaterais, incluindo danos renais de longo prazo, à exposição ao lantanídeo gadolínio, um agente de contraste (GBCA) comumente usado para ressonância magnética.

E, depois que estudos experimentais confirmaram que os agentes de contraste à base de gadolínio permanecem nos rins, ossos e tecidos cerebrais dos pacientes por meses, senão anos, os cientistas saíram em busca de evidências mais claras associando a exposição aos lantanídeos a doenças específicas.

Riscos dos metais de terras raras

O progresso nessas pesquisas tem sido lento porque era até mesmo difícil saber por onde começar: Existem 15 elementos lantanídeos, e o genoma humano consiste em bilhões de sequências de nucleotídeos. Assim, entender como os lantanídeos podem desencadear mutações genéticas associadas ao câncer e outras doenças exigiria um conjunto de dados de proporções gigantescas e que ainda não existe.

Agora, uma equipe de pesquisadores dos Laboratórios Berkeley e da Universidade da Califórnia (EUA) finalmente compilaram uma biblioteca de lantanídeos e sua toxicidade potencial. Eles coletaram os dados expondo o fermento de padeiro - ou levedura, também conhecida como Saccharomyces cerevisiae - aos diversos metais da família das terras raras.

Metais de terras raras podem ser tóxicos para o ser humano
Também já se sabia que o contraste de ressonância magnética se acumula no cérebro.
[Imagem: Wikipedia]

Assim como nós, as leveduras são eucariontes, organismos constituídos por células com membranas, cujos cromossomos são empacotados ordenadamente em um núcleo. Só que nós somos formados por dezenas de trilhões de células, enquanto as leveduras são apenas uma célula, o que simplifica muito a coleta de dados.

"A levedura é o menor eucarioto - mas seus milhares de genes representam uma grande aproximação às variantes do gene em humanos," disse a professora Rebecca Abergel. "O que é legal sobre este estudo é que ele foi feito com uma biblioteca de genes de levedura, e pudemos examinar todo o genoma da levedura e comparar como uma cepa de gene normal, versus uma cepa de deleção de gene, foi de fato afetada pela exposição aos lantanídeos."

O experimento inteiro levou quase 10 anos para ser completado.

Toxicidade dos lantanídeos

Depois de testar mais de 4.000 genes contra 13 dos 15 metais lantanídeos (o estudo excluiu cério e promécio), os pesquisadores descobriram que os lantanídeos interrompem as vias de sinalização celular que mantêm nosso corpo funcionando - como nossos processos esqueléticos e neurológicos - sequestrando sítios de ligação de cálcio em duas atividades celulares principais: Endocitose, o processo que governa como os nutrientes são importados dentro das células, e o mecanismo ESCRT (complexos de classificação endossômica necessários para o transporte), que classifica as proteínas e ajuda as células a transportar nutrientes essenciais como o cálcio.

"Este estudo pode nos apontar para a compreensão de quais metais lantanídeos são mais tóxicos do que outros, e se alguém é geneticamente mais predisposto à toxicidade dos lantanídeos," disse Abergel.

A equipe agora está estudando os mecanismos de toxicidade de cada metal específico, começando com o gadolínio, devido aos indícios coletados por seu uso como contraste.

Eles também esperam investigar em modelos animais como as anormalidades celulares causadas pela exposição aos lantanídeos são sustentadas ao longo do tempo - e possivelmente até mesmo passando de pais para filhos.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Genome-wide toxicogenomic study of the lanthanides sheds light on the selective toxicity mechanisms associated with critical materials
Autores: Roger M. Pallares, David Faulkner, Dahlia D. An, Solène Hébert, Alex Loguinov, Michael Proctor, Jonathan A. Villalobos, Kathleen A. Bjornstad, Chris J. Rosen, Christopher Vulpe, Rebecca J. Abergel
Publicação: Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.2025952118
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