Equipes de pesquisa da University of Alabama at Birmingham's School of Medicine e da University of Notre Dame desenvolveram um novo método que permite aos pesquisadores marcar radioativamente três formas de substâncias alquil perfluoradas e polifluoradas e rastrear o destino desses produtos químicos quando entram no corpo.

Este é um avanço significativo e oportuno na identificação e rastreamento desses PFASs, que são conhecidos por serem prejudiciais ao corpo humano, e no mês passado foram encontrados amplamente em papel de embrulho de fast-food em muitos restaurantes de redes populares.

A novidade do método recém-projetado é que um dos átomos de flúor na molécula de PFAS foi substituído por uma forma radioativa de flúor, o mesmo radioisótopo flúor-18 que é usado para tomografia por emissão de pósitrons em hospitais em todo o mundo.

"Pela primeira vez, temos um traçador PFAS ou produto químico que marcamos para ver para onde vai nos ratos, "disse Suzanne Lapi, Ph.D., autor sênior do estudo publicado hoje no Jornal de Ciência e Tecnologia Ambiental . Lapi é professor associado do Departamento de Radiologia e Química da UAB, e diretor do Cyclotron Facility da UAB. "Cada um dos traçadores exibiu algum grau de absorção em todos os órgãos e tecidos de interesse que foram testados, incluindo o cérebro. A maior captação foi observada no fígado e estômago, e quantidades semelhantes foram observadas no fêmur e nos pulmões. "

Pontos-chave a saber sobre esta descoberta, descobertas recentes

• Um estudo divulgado em fevereiro mostrou que, das mais de 400 amostras de materiais de embalagem testadas em muitos restaurantes populares de fast-food, PFASs foram encontrados em 56 por cento das embalagens de sobremesas e pães, 38 por cento das embalagens de sanduíches e hambúrgueres, e 20 por cento de papelão.
• A exposição a PFASs está ligada ao câncer de rim e testicular, colesterol elevado, fertilidade diminuída, e problemas de tireóide em adultos.
• A exposição a PFASs está ligada a efeitos adversos no crescimento, aprendizagem e comportamento e diminuição da resposta imunológica às vacinas em crianças.
• Um novo método de rastreamento de rádio desenvolvido pela UAB Radiology permitiu aos pesquisadores descobrir que altamente fluorados, produtos químicos potencialmente tóxicos, conhecidos como substâncias alquil perfluoradas, ou PFASs, foram encontrados em todos os órgãos testados, incluindo fígado, estômago, osso da perna, pulmões, rim, coração, pele, músculo, cérebro e outros órgãos.
• Como o rastreamento de compostos PFAS convencionalmente é difícil, A UAB Radiology desenvolveu um método para marcar os compostos PFAS intactos com um traçador de rádio flúor-18 para que os pesquisadores pudessem ver onde o composto estava indo no corpo e fazer medições sensíveis pela primeira vez.

PFASs são frequentemente usados ​​em produtos resistentes a manchas, materiais de combate a incêndios e utensílios de cozinha antiaderentes e não destinados à ingestão. Estudos anteriores mostraram que os PFASs podem migrar, contaminando a comida e, quando consumido, acumulando-se no corpo.

Agora que parece provável que quaisquer PFASs que possam ser sintetizados e isolados possam ser radiomarcados e usados ​​para medir diretamente a captação e a cinética de biodistribuição em sistemas biológicos, abre a possibilidade de medir diretamente a absorção em voluntários humanos.

"Isso é possível, uma vez que traços dos compostos são facilmente mensuráveis ​​e a radioatividade de curta duração, "disse Graham Peaslee, Ph.D., o co-autor do estudo e professor de física nuclear experimental na Faculdade de Ciências da Universidade de Notre Dame. "É uma descoberta importante porque os PFASs são produtos químicos realmente persistentes que, uma vez na corrente sanguínea, fica lá e acumula, o que não é bom. "

Doenças, incluindo câncer renal e testicular, doença da tireóide, baixo peso ao nascer e imunotoxicidade em crianças, e outras questões de saúde foram associadas a PFASs em estudos anteriores.

Agora que os pesquisadores identificaram pela primeira vez quais PFASs inicialmente se acumulam - e em quais órgãos específicos - e com algumas diferenças surpreendentes, os autores dizem que há implicações para a saúde muito além deste estudo inicial.

"Estamos muito entusiasmados com esta técnica, que toma emprestado de nosso trabalho atual desenvolvendo agentes de imagem para medicina nuclear, "disse Jennifer Burkemper, Ph.D., cientista do Cyclotron Facility da UAB e o primeiro autor do estudo. "Este trabalho pode permitir a triagem rápida de compostos de PFAS para obter informações importantes sobre seu destino biológico."

PFASs nas notícias

Produtos químicos fluorados têm sido muito notícia recentemente, especialmente PFASs. Houve acidentes industriais como os descobertos perto do rio Hoosic, em Nova York, no outono passado, e o acordo Dupont de US $ 670 milhões no mês passado relacionado ao despejo do produto químico tóxico C8, também conhecido como ácido perfluorooctanóico, no rio Ohio.

Outra fonte de exposição a esses produtos químicos foi relatada em fevereiro, quando uma pesquisa descobriu que um terço das embalagens de fast-food tinha sido tratado com esses produtos químicos fluorados.

“Havia a preocupação de que esses produtos químicos pudessem entrar diretamente nos alimentos que foram embalados com embalagens tratadas, "disse Peaslee, que usou a emissão de raios gama induzida por partículas para fazer as descobertas relatadas em fevereiro. "Uma preocupação maior é que, porque esses produtos químicos persistem por muito tempo no meio ambiente, quando os produtos de consumo tratados entram no aterro, esses produtos químicos reaparecerão em nossa água potável. Esses resultados gerais já questionam a segurança desses compostos alternativos de PFAS de cadeia mais curta. "

Lapi diz que a nova ferramenta desenvolvida pelas equipes de pesquisa pode ser usada para estudar o comportamento do PFAS em estudos de remediação ambiental para medir o destino de compostos radiomarcados em sistemas de tratamento ambiental.

"Este é um primeiro passo tremendo, "Lapi disse, "e ressalta a necessidade de mais estudos para investigar agressivamente diferentes compostos de PFAS em diferentes sistemas biológicos e ambientais para avaliar o impacto total deste novo método radiossintético."

Além do câncer de rim e testículo, cientistas já haviam encontrado colesterol alto, doença da tireóide, hipertensão induzida pela gravidez e colite ulcerativa devem ser correlacionadas com a quantidade de ácido perfluorooctanóico, ou PFOA, encontrados no sangue de pessoas que foram expostas à água contaminada.

Como resultado, a Agência de Proteção Ambiental e os fabricantes dos EUA chegaram a um acordo para remover voluntariamente dois PFAS de "cadeia longa" específicos do mercado dos EUA até 2015 - incluindo o PFOA. Contudo, a indústria mudou dessas formas de "cadeia longa" de PFAS para versões de cadeia mais curta dos mesmos produtos químicos, Peaslee diz. Não há dados toxicológicos disponíveis para a maioria dos compostos alternativos de PFAS de cadeia curta usados ​​comercialmente.

Importância adicional, passos futuros

A equipe de Lapi fabrica agentes de imagem molecular radioativos para medicina nuclear usando o ciclotron da UAB Imaging Facility, a type of particle accelerator that moves protons, one kind of charged particle, along a spiral path to strike a material to produce radioisotopes. These radioisotopes can be chemically attached to molecules created to home in on biological targets of interest. These targets typically include certain receptors on cancer, and lung and heart function. They also look at different tracers for neurology.

When researchers looked at the PFAS chemicals and saw their structure, Lapi says, her group thought the chemistry of the compound was amenable enough to do radiolabeling with their techniques.

"Conventionally, tracing these PFAS compounds is very difficult, " Lapi said. "These compounds are not UV active, and they're very difficult to detect. There are some techniques where you can detect total fluorine concentration, but that does not give you an idea of which compound the fluorine is attached to. With our method, we can actually tag the intact compound with a fluorine 18 radio tracer, and it gives us a handle so we can see where that compound is going and make very sensitive measurements. These sensitive measurements are probably the most important thing, because it's so difficult to detect in other methods, where you would have to take the liver out, homogenize it, extract the chemical out and do mass spectrometry to see how much of the chemical is in there. And you'd have to do it with every single organ. Para nós, we can take the whole mouse, image it, and we're done. Or we can take the tissues and we can count it, and we're done. It's a much quicker and less time-consuming method to look at where these go."

Até aqui, Lapi says, the group has looked at three compounds, far short of the hundreds of PFASs that have been identified.

"While I don't think we will look at all of these PFASs, we would like to look at different families of these compounds and see how they are distributed in the body, " Lapi said. "Because even with very small changes in these compounds, we were able to see differences in brain uptake, which is important because these may have neurological impacts. We saw different clearance patterns, blood binding and other things. We want to look at different classes of compounds, how they're excreted from the body, how they accumulate, and see if we can really say something about how you would get rid of these compounds."

The next step after that would be to identify how this newly discovered technique could be used to clean up compounds in environmental situations where there is a contaminate issue.

"We want to know if, dizer, we have a huge contaminated water supply full of PFASs, how do we make techniques to get PFAS out of the water supply, " she said. "Perhaps we can take a bucket of water, spike it with our radioactive substance, put it through filters and different types of cleanup technologies, and see how we can effectively extract that compound from the water supplies."

Lapi and her team are excited that they have been able to show how to take techniques from nuclear medicine and previous UAB imaging studies and apply them to environmental compounds—a significant achievement moving forward.

"When people think of radio chemistry, they typically think of tritium or carbon 14 or these very long-lived compounds when doing these pharmacokinetic studies, " Lapi said. "Now we have a whole host of different radio isotopes with different chemical properties, and we really have these nice tools that we can use for different applications outside of nuclear medicine, like environmental cleanup applications."