Análisis bioinformático de los potenciales efectos biológicos de herbicidas de uso común sobre la salud humana y animal

DAIANA AILIN AMEGHINO; MATÍAS BLAUSTEIN; MERCEDES GARCÍA CARRILLO

Jornada; IV Jornadas de Fundamentos y Aplicaciones de la Interdisciplina; 2023

Existe una gran controversia en torno a los efectos de diferentes herbicidas sobre la salud humana y animal. Este trabajo se propone evaluar los potenciales efectos toxicológicos sobre la salud humana y animal de herbicidas de uso común en Argentina: glifosato, atrazina, 2,4-D, paraquat, alacloro, butaclor, y glufosinato de amonio. Se realizó un análisis bioinformático para identificar qué proteínas podrían verse afectadas por su interacción con estos herbicidas, identificando aquellos procesos biológicos y enfermedades que podrían verse alterados resultado de las interacciones entre estos herbicidas y las proteínas. Para determinar qué proteínas podrían verse afectadas en su regulación por el uso de estos herbicidas en humanos y en animales (Bos taurus, Mus musculus, Apis mellifera, y Danio rerio), se utilizó la plataforma STITCH. Esta plataforma integra bases de datos, bases de texto y métodos predictivos, generando redes de interacción entre un compuesto químico y aquellas proteínas implicadas en diferentes procesos biológicos. A su vez, se utilizó la plataforma STRING para obtener una segunda capa de interactores proteicos. Para ambas plataformas, sólo se seleccionaron aquellas interacciones procedentes de datos curados y/o datos experimentales. Una vez obtenidos los interactores, realizamos un análisis de enriquecimiento de términos de Gene Ontology (GO), en particular de procesos biológicos y de términos de vías de señalización celular y enfermedades (KEGG Pathways) utilizando la herramienta ShinyGO. En primer lugar, las redes de interacción para cada uno de los herbicidas revelaron la presencia de proteínas implicadas en dos vías de señalización relacionadas con la proliferación, la muerte celular, la respuesta al estrés, la supervivencia celular, y la organización del citoesqueleto: la vía de PI3K/Akt, la vía de Ras, la vía de Rap1, y la vía de P53, entre otras. El análisis de KEGG Pathways reveló un enriquecimiento en distintas categorías asociadas al cáncer y a vías de señalización que juegan un rol clave en la supervivencia y proliferación celular para todos los herbicidas y organismos bajo estudio. Estos resultados son consistentes con informes anteriores sobre los efectos toxicológicos de estos herbicidas en la salud humana y animal. Por otro lado, el análisis bioinformático reveló la presencia de enfermedades que no han sido suficientemente ligadas a herbicidas tales como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, entre otras. Nuestros resultados indican que tanto la vía PI3K/Akt como otras vías que desempeñan un papel fundamental en la ejecución y el control de importantes procesos celulares que favorecen la supervivencia y el crecimiento celular y que están implicadas en la aparición del cáncer, podrían verse desreguladas por la exposición a estos herbicidas.