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Publicação
Assessment of genotoxicity biomarkers in the scope of a human biomonitoring study in workers from E-waste management industries
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Resumo(s)
Electrical and electronic waste (e-waste) represents a pressing global challenge with its rapid growth and hazardous composition. This recycling sector often involves inadequate worker safety, exposing e-workers to harmful substances like heavy metals and flame retardants via several routes, causing significant short- and long-term health risks. Human Biomonitoring (HBM) is a useful tool in assessing exposure and associated health outcomes through biomarkers like micronucleus (MN) in blood or epithelial cells, enabling the identification of early biological changes and linking exposure to disease. This HBM study used two assays,- the Buccal Micronucleus Cytome (BMNCyt) assay and the Cytokinesis-Block Micronucleus Cytome (CBMNCyt) assay,- to assess potential genotoxic effects from occupational e-waste exposure. The BMNCyt assay, conducted under the HBM4EU initiative, targets buccal mucosa epithelial cells, a primary barrier against hazardous agents, thus assessing local genotoxic effects. The CBMNCyt assay in peripheral blood lymphocytes, conducted under the PARC Project, reliably measures structural and numerical chromosomal changes, reflecting a systemic effect. This research aimed to assess early biological effects from exposure to pollutants from e-waste in in PBL and buccal epithelial cells of European e-waste workers, comparatively with control groups. The BMNCyt assay showed no significant differences in MN frequency between the exposed and control groups, while the CBMNCyt assay detected significantly increased frequencies of MN in exposed compared with non-exposed groups. Factors like small sample sizes, interindividual differences, and the use of protective equipment might have influenced results. Demographic/lifestyle variables showed differing impacts on MN formation between assays, but also potential influence, thus the importance of their consideration. Concluding, expanding e-waste occupational health research to include more workers/activities within the waste management industry and broader biomonitoring efforts is paramount. Boosting the understanding of health risks associated with those activities will help developing protective measures and mitigation strategies to safeguard the exposed workers’ health.
O lixo elétrico e eletrónico (e-waste), que abrange uma vasta gama de dispositivos descartados pelo consumidor, tornou-se um desafio global urgente devido ao seu rápido crescimento e composição perigosa, que inclui metais pesados, retardadores de chama, hidrocarbonetos policíclicos poliaromáticos, e muitas outras substâncias nefastas para a saúde humana e para o ambiente. À medida que a tecnologia avança, os consumidores são chamados a consumir e a substituírem os seus aparelhos, pelo que a quantidade global de e-waste gerada tem aumentado exponencialmente, criando, assim, um problema significativo para a gestão de resíduos e para a saúde pública. Embora o e-waste contenha materiais valiosos que podem ser recuperados e reutilizados, o processo de reciclagem muitas vezes expõe os trabalhadores a substâncias tóxicas através de várias vias, como a inalação, ingestão e absorção dérmica. Estes riscos podem causar danos significativos para a saúde, tanto a curto quanto a longo prazo, sendo que, apesar dessas substâncias serem geralmente libertadas durante o processo de reciclagem sob a forma de uma mistura homogénea, muitos dos seus constituintes têm sido já associados a genotoxicidade e a carcinogénese, bem como a doenças que podem afetar quase todos os sistemas de órgãos. Neste contexto, surge a importância da biomonitorização humana (HBM) em contexto ocupacional. A HBM serve como uma ferramenta essencial para a avaliação da exposição a contaminantes, pois permite a identificação precoce de alterações biológicas e fornece uma visão abrangente das exposições cumulativas e agregadas a químicos. Ao analisar biomarcadores, como os biomarcadores de genotoxicidade, que incluem os micronúcleos (MN), a HBM ajuda a estabelecer uma ligação mais clara entre a exposição e a doença, o que possibilita intervenções mais eficazes e atempadas para proteger a saúde dos trabalhadores. Este estudo de HBM recorreu a dois ensaios—o ensaio do Citoma de Micronúcleos Bucais (BMNCyt) e o ensaio do Citoma de Micronúcleos com Bloqueio de Citocinese (CBMNCyt) em linfócitos de sangue periférico (PBL)—para avaliar os potenciais efeitos genotóxicos decorrentes da exposição ocupacional ao e-waste. O ensaio BMNCyt, conduzido sob a iniciativa HBM4EU, é menos invasiva e utiliza as células epiteliais da mucosa bucal, conhecidas por serem muito sensíveis e por atuarem como uma barreira primária contra agentes genotóxicos inalados ou ingeridos. Por outro lado, o ensaio CBMNCyt em linfócitos do sangue periférico, conduzido sob o PARC, é confiável e um dos ensaios mais amplamente utilizados para medir alterações estruturais e numéricas nos cromossomos das células humanas. Este estudo teve, assim, como objetivo principal avaliar e caracterizar os efeitos biológicos precoces associados à exposição a poluentes gerados durante a reciclagem de resíduos eletrónicos entre trabalhadores europeus dos setores de gestão de e-waste. As amostras bucais e sanguíneas foram colhidas de diferentes trabalhadores de gestão e reciclagem de resíduos eletrónicos (grupo exposto) e de indivíduos não expostos a e-waste de três países europeus diferentes, não sendo as populações amostradas as mesmas para os dois ensaios. Além disso, procurou-se compreender melhor o impacto de variáveis demográficas e de estilo de vida na frequência destes biomarcadores em trabalhadores expostos a estes contaminantes. Fatores como idade, sexo, hábitos tabágicos e zonas habitacionais, entre outros, foram considerados na análise para ser obtida uma visão mais completa dos riscos para a saúde destes trabalhadores e tentar excluir possíveis fatores de confundimento. O ensaio BMNCyt, enquanto que não tenha mostrado diferenças significativas na frequência de MN entre os grupos expostos e de controlo, permitiu identificar diferenças significativas noutros parâmetros do ensaio, nomeadamente uma redução dos parâmetros indicativos de apoptose e necrose no grupo exposto, o que pode ser indicativo de menor citotoxicidade. O ensaio CBMNCyt, pelo contrário, mostrou aumentos significativos na frequência de MN e dos outros parâmetros do ensaio, o que sugere efeitos genotóxicos sistémicos cumulativos e de longo prazo. Este é um dos fatores que podem ter contribuído para os resultados díspares entre os dois biomarcadores de genotoxicidade analisados nas diferentes populações de trabalhadores de e-waste, uma vez que ao contrário dos MN em PBL, as células da mucosa bucal constituem um tecido com rápida renovação e mais sensível a efeitos agudos, que refletem efeitos locais e mais recentes. Outros fatores podem ter influenciado os resultados, como o tamanho reduzido das amostras, as diferenças inter-individuais, a história ocupacional, e o diferente uso de equipamentos de proteção pelos trabalhadores de e-waste ou a existência de sistemas de ventilação nos locais de trabalho dos mesmos. Além disso, a variabilidade nas próprias condições de trabalho, nos cuidados obrigatórios impostos, e nos processos de reciclagem entre diferentes instalações. As condições de trabalho e o uso de equipamentos de proteção desempenham um papel crucial na mitigação dos riscos à saúde associados à exposição ocupacional. Adicionalmente, as análises exploratórias das variáveis demográficas e de estilo de vida revelaram influências potenciais nos parâmetros genotóxicos avaliados. No ensaio BMNCyt, alguns fatores sociodemográficos, como sexo e índice de massa corporal, apresentaram influência na formação de MN. Já no ensaio CBMNCyt, o único fator sociodemográfico com influência significativa foi a densidade do tráfego na zona habitacional. Embora não fossem o foco principal deste estudo, estes resultados sublinham a importância de considerar possíveis variáveis de confundimento na interpretação de dados de genotoxicidade. As variáveis demográficas e de estilo de vida, apesar de controversas, têm um potencial impacto significativo na frequência de biomarcadores e, portanto, na avaliação dos riscos à saúde. Existe uma lacuna significativa na literatura no que diz respeito a estudos que analisem, de forma integrada, a influência de variáveis demográficas e de estilo de vida (fatores interindividuais) em associação com os efeitos da exposição ocupacional a e-waste, particularmente quanto ao possível sinergismo com os efeitos genotóxicos da exposição. Assim, destaca-se a relevância de futuras investigações que abordem estas interações de forma sistemática. Em conclusão, os trabalhadores expostos a e-waste envolvidos neste estudo apresentaram alterações em biomarcadores indicativos de instabilidade genómica e de efeitos citotóxicos. Os resultados para os trabalhadores incluídos no ensaio CBMNCyt, em particular, apontam o aumento significativo da frequência dos biomarcadores de genotoxicidade, pelo que sugerem que a exposição ocupacional a e-waste pode aumentar o risco de efeitos adversos para a saúde a longo-prazo, incluindo o desenvolvimento de doenças crónicas e oncológicas. O mesmo salienta a importância de expandir a pesquisa sobre saúde ocupacional relacionada ao e-waste, de forma a melhorar a compreensão dos riscos para a saúde e melhor informar o desenvolvimento de medidas de proteção e estratégias de mitigação para salvaguardar a saúde dos trabalhadores expostos. Assim, os resultados deste estudo destacam a necessidade urgente de expandir a investigação sobre saúde ocupacional relacionada ao e-waste. A maior parte dos estudos existentes têm tido lugar na Ásia, pelo que explorar mais aprofundadamente outras regiões se torna tão importante em futuros estudos de HBM, nomeadamente estudos sobre exposição ocupacional a e-waste em setores formais, considerados menos perigosos que os informais, mas não menos necessitados de investigação. Além disso, é essencial o foco em avanços metodológicos, como o aumento das coortes de participantes, da duração das intervenções e da exclusão de fatores de confundimento, como sexo, idade, entre outros. A reciclagem de e-waste representa um desafio complexo e multifacetado que exige atenção contínua. Por todos estes motivos, torna-se essencial que políticas rigorosas e práticas de gestão sejam implementadas e, acima de tudo, atualizadas, para minimizar os impactos negativos. A cooperação internacional e a troca de informações entre diferentes regiões e países, em iniciativas como o HBM4EU e a PARC, são fundamentais para enfrentar este desafio global de forma eficaz. Assim, é possível não só proteger a saúde dos trabalhadores, mas também garantir um ambiente mais seguro e sustentável para todos.
O lixo elétrico e eletrónico (e-waste), que abrange uma vasta gama de dispositivos descartados pelo consumidor, tornou-se um desafio global urgente devido ao seu rápido crescimento e composição perigosa, que inclui metais pesados, retardadores de chama, hidrocarbonetos policíclicos poliaromáticos, e muitas outras substâncias nefastas para a saúde humana e para o ambiente. À medida que a tecnologia avança, os consumidores são chamados a consumir e a substituírem os seus aparelhos, pelo que a quantidade global de e-waste gerada tem aumentado exponencialmente, criando, assim, um problema significativo para a gestão de resíduos e para a saúde pública. Embora o e-waste contenha materiais valiosos que podem ser recuperados e reutilizados, o processo de reciclagem muitas vezes expõe os trabalhadores a substâncias tóxicas através de várias vias, como a inalação, ingestão e absorção dérmica. Estes riscos podem causar danos significativos para a saúde, tanto a curto quanto a longo prazo, sendo que, apesar dessas substâncias serem geralmente libertadas durante o processo de reciclagem sob a forma de uma mistura homogénea, muitos dos seus constituintes têm sido já associados a genotoxicidade e a carcinogénese, bem como a doenças que podem afetar quase todos os sistemas de órgãos. Neste contexto, surge a importância da biomonitorização humana (HBM) em contexto ocupacional. A HBM serve como uma ferramenta essencial para a avaliação da exposição a contaminantes, pois permite a identificação precoce de alterações biológicas e fornece uma visão abrangente das exposições cumulativas e agregadas a químicos. Ao analisar biomarcadores, como os biomarcadores de genotoxicidade, que incluem os micronúcleos (MN), a HBM ajuda a estabelecer uma ligação mais clara entre a exposição e a doença, o que possibilita intervenções mais eficazes e atempadas para proteger a saúde dos trabalhadores. Este estudo de HBM recorreu a dois ensaios—o ensaio do Citoma de Micronúcleos Bucais (BMNCyt) e o ensaio do Citoma de Micronúcleos com Bloqueio de Citocinese (CBMNCyt) em linfócitos de sangue periférico (PBL)—para avaliar os potenciais efeitos genotóxicos decorrentes da exposição ocupacional ao e-waste. O ensaio BMNCyt, conduzido sob a iniciativa HBM4EU, é menos invasiva e utiliza as células epiteliais da mucosa bucal, conhecidas por serem muito sensíveis e por atuarem como uma barreira primária contra agentes genotóxicos inalados ou ingeridos. Por outro lado, o ensaio CBMNCyt em linfócitos do sangue periférico, conduzido sob o PARC, é confiável e um dos ensaios mais amplamente utilizados para medir alterações estruturais e numéricas nos cromossomos das células humanas. Este estudo teve, assim, como objetivo principal avaliar e caracterizar os efeitos biológicos precoces associados à exposição a poluentes gerados durante a reciclagem de resíduos eletrónicos entre trabalhadores europeus dos setores de gestão de e-waste. As amostras bucais e sanguíneas foram colhidas de diferentes trabalhadores de gestão e reciclagem de resíduos eletrónicos (grupo exposto) e de indivíduos não expostos a e-waste de três países europeus diferentes, não sendo as populações amostradas as mesmas para os dois ensaios. Além disso, procurou-se compreender melhor o impacto de variáveis demográficas e de estilo de vida na frequência destes biomarcadores em trabalhadores expostos a estes contaminantes. Fatores como idade, sexo, hábitos tabágicos e zonas habitacionais, entre outros, foram considerados na análise para ser obtida uma visão mais completa dos riscos para a saúde destes trabalhadores e tentar excluir possíveis fatores de confundimento. O ensaio BMNCyt, enquanto que não tenha mostrado diferenças significativas na frequência de MN entre os grupos expostos e de controlo, permitiu identificar diferenças significativas noutros parâmetros do ensaio, nomeadamente uma redução dos parâmetros indicativos de apoptose e necrose no grupo exposto, o que pode ser indicativo de menor citotoxicidade. O ensaio CBMNCyt, pelo contrário, mostrou aumentos significativos na frequência de MN e dos outros parâmetros do ensaio, o que sugere efeitos genotóxicos sistémicos cumulativos e de longo prazo. Este é um dos fatores que podem ter contribuído para os resultados díspares entre os dois biomarcadores de genotoxicidade analisados nas diferentes populações de trabalhadores de e-waste, uma vez que ao contrário dos MN em PBL, as células da mucosa bucal constituem um tecido com rápida renovação e mais sensível a efeitos agudos, que refletem efeitos locais e mais recentes. Outros fatores podem ter influenciado os resultados, como o tamanho reduzido das amostras, as diferenças inter-individuais, a história ocupacional, e o diferente uso de equipamentos de proteção pelos trabalhadores de e-waste ou a existência de sistemas de ventilação nos locais de trabalho dos mesmos. Além disso, a variabilidade nas próprias condições de trabalho, nos cuidados obrigatórios impostos, e nos processos de reciclagem entre diferentes instalações. As condições de trabalho e o uso de equipamentos de proteção desempenham um papel crucial na mitigação dos riscos à saúde associados à exposição ocupacional. Adicionalmente, as análises exploratórias das variáveis demográficas e de estilo de vida revelaram influências potenciais nos parâmetros genotóxicos avaliados. No ensaio BMNCyt, alguns fatores sociodemográficos, como sexo e índice de massa corporal, apresentaram influência na formação de MN. Já no ensaio CBMNCyt, o único fator sociodemográfico com influência significativa foi a densidade do tráfego na zona habitacional. Embora não fossem o foco principal deste estudo, estes resultados sublinham a importância de considerar possíveis variáveis de confundimento na interpretação de dados de genotoxicidade. As variáveis demográficas e de estilo de vida, apesar de controversas, têm um potencial impacto significativo na frequência de biomarcadores e, portanto, na avaliação dos riscos à saúde. Existe uma lacuna significativa na literatura no que diz respeito a estudos que analisem, de forma integrada, a influência de variáveis demográficas e de estilo de vida (fatores interindividuais) em associação com os efeitos da exposição ocupacional a e-waste, particularmente quanto ao possível sinergismo com os efeitos genotóxicos da exposição. Assim, destaca-se a relevância de futuras investigações que abordem estas interações de forma sistemática. Em conclusão, os trabalhadores expostos a e-waste envolvidos neste estudo apresentaram alterações em biomarcadores indicativos de instabilidade genómica e de efeitos citotóxicos. Os resultados para os trabalhadores incluídos no ensaio CBMNCyt, em particular, apontam o aumento significativo da frequência dos biomarcadores de genotoxicidade, pelo que sugerem que a exposição ocupacional a e-waste pode aumentar o risco de efeitos adversos para a saúde a longo-prazo, incluindo o desenvolvimento de doenças crónicas e oncológicas. O mesmo salienta a importância de expandir a pesquisa sobre saúde ocupacional relacionada ao e-waste, de forma a melhorar a compreensão dos riscos para a saúde e melhor informar o desenvolvimento de medidas de proteção e estratégias de mitigação para salvaguardar a saúde dos trabalhadores expostos. Assim, os resultados deste estudo destacam a necessidade urgente de expandir a investigação sobre saúde ocupacional relacionada ao e-waste. A maior parte dos estudos existentes têm tido lugar na Ásia, pelo que explorar mais aprofundadamente outras regiões se torna tão importante em futuros estudos de HBM, nomeadamente estudos sobre exposição ocupacional a e-waste em setores formais, considerados menos perigosos que os informais, mas não menos necessitados de investigação. Além disso, é essencial o foco em avanços metodológicos, como o aumento das coortes de participantes, da duração das intervenções e da exclusão de fatores de confundimento, como sexo, idade, entre outros. A reciclagem de e-waste representa um desafio complexo e multifacetado que exige atenção contínua. Por todos estes motivos, torna-se essencial que políticas rigorosas e práticas de gestão sejam implementadas e, acima de tudo, atualizadas, para minimizar os impactos negativos. A cooperação internacional e a troca de informações entre diferentes regiões e países, em iniciativas como o HBM4EU e a PARC, são fundamentais para enfrentar este desafio global de forma eficaz. Assim, é possível não só proteger a saúde dos trabalhadores, mas também garantir um ambiente mais seguro e sustentável para todos.
Descrição
O trabalho conducente a esta dissertação foi realizado no Grupo de Maria João Silva, Unidade de Investigação e Desenvolvimento, Departamento de Genética Humana do Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge (INSA).
A dissertação foi co-orientada pela Doutora Ana Tavares, investigadora do grupo acima mencionado.
O Projeto em que o trabalho se insere faz parte da Parceria Europeia para Avaliação do risco de químicos (PARC)
Dissertação de mestrado em Biologia Humana e Ambiente, apresentada à Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, 2025. http://hdl.handle.net/10400.5/102131
Dissertação de mestrado em Biologia Humana e Ambiente, apresentada à Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, 2025. http://hdl.handle.net/10400.5/102131
Palavras-chave
E-Waste Occupational Exposure Genotoxicity Biomarkers Genotoxicidade Ambiental Exposição Ocupacional Biomarcadores de Genotoxicidade Ensaio do Citoma de Micronúcleos Bucais (BMNCyt) Ensaio do Citoma de Micronúcleos com bloqueio de Citocinese (CBMNCyt) Buccal Micronucleus Cytome Assay (BMNCyt) Cytokinesis-Block Micronucleus Cytome Assay (CBMNCyt)