Se spune că o substanță ( substanță chimică sintetică sau agent natural genotoxic natural) sau radiații sunt genotoxice atunci când pot compromite integritatea fizică ( ruperea cromozomială ) sau funcțională a genomului .
Cromozomul, celula și organismul au mecanisme pentru repararea ADN-ului sau îndepărtarea celulelor mutante (prin apoptoză ), dar dacă repararea este imperfectă, incompletă sau absentă, deteriorarea ADN-ului duce la mutații permanente și ireversibile (în general neutre sau dăunătoare).
Aceste mutații pot afecta gene individuale (mutație genică), blocuri genetice (mutație genomică) sau cromozomi (mutație cromozomială).
În funcție de severitatea mutației (sau mutațiilor), produsele genotoxice pot fi în special cauza unei deficiențe transmise descendenților; și dacă au gene mutante implicate în proliferarea și / sau supraviețuirea celulelor , pot fi sursa tumorilor benigne și / sau a cancerelor .
Se spune că un agent (substanță, radiații ionizante, radiații cu microunde, anumiți viruși) este genotoxic atunci când este capabil să modifice ireversibil genomul unei celule sau al unui organism sau să perturbe expresia normală a genelor. În cazul ADN - ului gametilor ( spermatozoizi , ovocite ) dacă mutația este dăunătoare, dar viabilă, poate fi transmisă descendenților, de asemenea, uneori, dacă apare mai târziu în timpul embriogenezei sau dezvoltării organismului. Anumite mutații declanșează o tumoare sau un proces de cancer ; prezența efectelor agentului mutagen în organism este un indicator al riscului de cancer.
Expunerea la agentul genotoxic poate apărea prin apă , aer , sol , alimente sau apropierea de surse de radiații mutagene.
Mutagenitatea este doar un caz special de genotoxicitate.
Genotoxicitatea este una dintre formele de citotoxicitate . Conceptul de genotoxicitate nu este sinonim cu cel de mutagenicitate și cu atât mai puțin cu cel de carcinogenitate (deoarece cele mai multe rupturi de ADN sunt reparate), dar un produs genotoxic este adesea mutagen și potențial cancerigen. Un test de genotoxicitate nu este diferit de un test de mutagenitate și chiar mai puțin de un test de screening al cancerului (care va căuta markeri tumorali). În plus, în timp ce un agent cancerigen este adesea genotoxic, există agenți cancerigeni non-genotoxici, de exemplu dioxine.
Un mutagen poate avea două tipuri de efecte:
Metabolismul elimină mai mult sau mai puțin rapid majoritatea toxinelor care intră în organism. La vertebrate și la anumite nevertebrate, această detoxifiere se realizează în ficat , prin intermediul sistemelor enzimatice și, în special, a citocromilor P-450 , prin mobilizarea cofactorilor ( oxigen și NADPH ). Cu toate acestea, acest metabolism produce adesea specii chimice intermediare reactive, electrofile, care sunt mutagene. Mulți compuși genotoxici devin genotoxici numai după ce sunt metabolizați sau prin „bioactivare”. Compușii genotoxici sau reziduurile lor sunt cel mai adesea eliminați prin urină (care este, prin urmare, utilizată prin diferite teste) sau prin fecale, transpirație ...
Trei tipuri principale de agenți genotoxici, cu mecanisme de acțiune foarte diferite sunt:
Acest domeniu de studiu se referă la biogenotoxicologie , care include în special cercetarea:
... la om (în domeniul toxicologiei ) sau la toate speciile vii ( ecotoxicologie ).
Acest domeniu de studiu este, de asemenea, interesat de moleculele antimutagenice , fie ele sintetice sau naturale. Când sunt naturale, ele sunt căutate în lumea plantelor, animalelor, fungilor sau microbiene, care trebuie să lupte și împotriva agenților cancerigeni naturali de mediu sau împotriva produselor genotoxice produse și / sau diseminate de oameni. Este, de asemenea, o chestiune de a studia mecanismele moleculare și fiziologice care explică aceste proprietăți.
Există numeroase teste pentru agenții genotoxici, utilizați în special în ecotoxicologie , toxicologie și sănătate în muncă . Următorul tabel enumeră cele care sunt cele mai utilizate (în anii 2000-2010).
Tipul testului | Expunerea la agenți genotoxici | Efect genotoxic | Efect mutagen |
---|---|---|---|
Testul sufletului ( urină ) |
da | Nu | Nu |
Test HPRT ( limfocite din sânge) |
da | da | da |
Testul glicoforinei A ( celule roșii din sânge ) |
da | da | da |
Testul cometei (leucocite din sânge, celule orale etc.) |
da | da | Nu |
Analiza schimbului de cromatide surori (SCE) (limfocite sanguine) |
da | da | Nu |
Aberații cromozomiale ( limfocite din sânge) |
da | da | da |
Testul micronuclei al limfocitelor din sânge) |
da | da | da |
Detectarea aductilor chimici (leucocite din sânge) |
da | da | Nu |
Pentru majoritatea acestor teste, există factori de confuzie (inclusiv vârsta și expunerea la tutun, polimorfismul expresiei enzimelor în metabolism și sistemul de reparare a deteriorării ADN-ului, expunerea la o altă poluare a mediului decât cea pe care dorim să o testăm, exerciții fizice, dietă). În plus, testele care utilizează globule roșii ( globule roșii ) sunt ușor de efectuat (nu este nevoie de cultură celulară , globule roșii ușor de colectat și depozitat printr-un simplu test de sânge ), dar vor detecta doar mutații în celulele măduvei osoase . Xxx . Testul cometei poate fi cuplat cu hibridizarea in situ a fluorescenței (FISH) pentru a detecta o mutație specifică sau repararea unei gene de interes.
Detectarea aberațiilor cromozomiale este corelată cu un risc crescut de cancer.
Studii recente arată că o parte a radiației electromagnetice (în special microundele) este genotoxică, totuși ele constituie o parte din ce în ce mai mare a smogului electromagnetic la care sunt expuse toate organismele vii pe o parte din ce în ce mai mare a planetei.
În plus față de anumite substanțe chimice genotoxice „clasice”, diseminarea recentă în mediul nostru a nanoparticulelor și nanomaterialelor ale căror efecte asupra sănătății sunt încă necunoscute sau foarte puțin înțelese este de îngrijorare pentru jucătorii din domeniul sănătății și pentru unii consumatori.
Pentru a înțelege mai bine riscul, un proiect numit „Nanogenotox” Proiectul Nanogenotox , coordonat de Afsset și care implică mai multe țări europene, își propune (peste trei ani) să ofere Comisiei Europene „o metodă alternativă, robustă și fiabilă de detectare a potențialului. Genotoxic al nanomaterialelor probabil să dea naștere unui risc de cancer sau toxicitate asupra funcției de reproducere la om ” .
Vor fi studiate 14 nanomateriale fabricate (clasificate în trei grupe: dioxid de titan , silice și nanotuburi de carbon , trei materiale alese deoarece sunt deja utilizate în produse precum cosmetice, alimente, produse de consum de zi cu zi), inclusiv din punct de vedere al riscurilor de expunere (inhalare, piele sau expunere orală, cu teste in vivo ).
De asemenea, este planificată evaluarea cantităților produse în Europa.