El mecanismo principal de cómo los herbicidas de glifosato matan las plantas es inhibiendo una enzima llamada EPSPS, que es parte de una ruta bioquímica conocida como la ruta shikimate. La vía shikimate es responsable de la síntesis de ciertos aminoácidos aromáticos que son vitales para la producción de proteínas, los componentes básicos de la vida. Así, cuando la síntesis de los aminoácidos aromáticos se bloquea por la inhibición del glifosato de EPSPS, la planta muere, según la nota publicada en el medio inglés Sustainable Pulse.

Los humanos y los animales no tienen la vía shikimate, por lo que la industria y los reguladores han afirmado que el glifosato no es tóxico para los humanos. [1] Sin embargo, algunas cepas de bacterias intestinales tienen la vía shikimate, lo que lleva a mucho debate sobre si Roundup y glifosato podrían afectar el microbioma intestinal (poblaciones bacterianas). Se ha descubierto que los desequilibrios en las bacterias intestinales están relacionados con muchas enfermedades, como el cáncer, la diabetes tipo 2, la obesidad y la depresión.

Como muchas especies de bacterias intestinales tienen la vía shikimate, los científicos han planteado la hipótesis de que los herbicidas de glifosato podrían inhibir la enzima EPSPS de la vía shikimate en estos organismos, lo que provocaría un desequilibrio en el microbioma, con consecuencias potencialmente negativas para la salud. Algunos han propuesto que si los herbicidas con glifosato alteran el microbioma intestinal, la inhibición de EPSPS será el mecanismo principal a través del cual esto ocurre.

Sin embargo, la prueba de que los herbicidas de glifosato pueden inhibir la enzima EPSPS y la ruta shikimate en las bacterias intestinales ha faltado. Pero un  nuevo estudio  ha demostrado sin lugar a dudas que esto realmente sucede.

El estudio realizado en ratas por un equipo internacional de científicos con sede en Londres, Francia, Italia y los Países Bajos, dirigido por el Dr. Michael Antoniou del King's College de Londres y publicado en el sitio de revisión  previa BioRxiv , descubrió que el herbicida Roundup y su El ingrediente activo glifosato causa un aumento dramático en los niveles de dos sustancias, el ácido shikimic y el ácido 3-deshidroshikimic, en el intestino, que son una indicación directa de que la enzima EPSPS de la vía del ácido shikimic ha sido severamente inhibida.

Además, los investigadores encontraron que tanto el Roundup como el glifosato afectaron el microbioma en todos los niveles de dosis probados, provocando cambios en las poblaciones bacterianas.

Se suponía previamente que los niveles probados no tenían ningún efecto adverso

Para el estudio, las ratas hembras (12 por grupo) recibieron una dosis diaria de glifosato o una formulación Roundup aprobada en Europa, llamada MON 52276. El glifosato y el Roundup se administraron a través de agua potable para dar una ingesta diaria de glifosato de 0.5 mg, 50 mg y 175 mg / kg de peso corporal por día (mg / kg pc / día), que representan respectivamente la ingesta diaria aceptable de la UE (IDA), el nivel de efectos adversos no observados de la UE (NOAEL) y el NOAEL de EE. UU.

El estudio encontró ciertos efectos adversos en todas las dosis probadas, refutando los supuestos de los reguladores de que estos niveles no tienen ningún efecto adverso.

Algunos estudios previos también han informado cambios en el microbioma intestinal de animales de laboratorio expuestos al glifosato y / o Roundup. Sin embargo, como no utilizaron las técnicas de perfil molecular más profundas (multi-omics) utilizadas en la última investigación, no pudieron observar la inhibición de la vía shikimate.

Análisis integral único

El aspecto único del nuevo estudio es que se realizó un análisis más completo que nunca para ver si los cambios en el microbioma intestinal podrían afectar la salud de las ratas.

Los investigadores aplicaron dos niveles de análisis para investigar los cambios:
1) un análisis metagenómico, que analizó la totalidad del ADN en el intestino e identificó todos los organismos presentes.
2) un análisis de la metabolómica, que analizó las alteraciones en la bioquímica del entorno del microbioma intestinal.

El Dr. Antoniou comentó: “Somos los primeros en utilizar esta combinación de perfiles por metagenómica y metabolómica para buscar los efectos de los herbicidas de glifosato en el microbioma intestinal. A través de este exhaustivo análisis multicomics, obtuvimos resultados definitivos que demuestran el impacto del glifosato y el Roundup tanto en la población bacteriana como en la bioquímica del microbioma intestinal”.

El análisis metagenómico encontró que tanto Roundup como glifosato afectaron el microbioma en todos los niveles de dosis, causando cambios en las poblaciones bacterianas. La metabolómica reveló que los niveles de dos sustancias, el ácido shikimic y el ácido 3-deshidroshikimic, aumentaron dramáticamente a las dos dosis más altas en el intestino de las ratas alimentadas con glifosato y Roundup. Estos dos ácidos eran indetectables en el intestino de los animales de control. Esta es una clara indicación de que la enzima EPSPS de la vía del ácido shikimato fue inhibida por el glifosato y Roundup, ya que si estuviera activa, convertiría rápidamente el ácido shikimico en la siguiente sustancia en la vía, pero eso no sucedió.

El Dr. Antoniou dijo que este efecto había sido previamente hipotetizado pero no probado: "Nuestro estudio proporciona la primera prueba de que el glifosato y Roundup con estas regulaciones permitidas y, por lo tanto, presumen dosis seguras inhiben la vía del ácido shikimic en las bacterias intestinales".

Estrés oxidativo

Los investigadores también vieron otros cambios en el metaboloma intestinal que indicaban estrés oxidativo, un tipo de desequilibrio que puede conducir a mutaciones en el ADN, daño a las células y tejidos, y enfermedades como el cáncer. Las bacterias intestinales responden al estrés oxidativo produciendo ciertas sustancias que lo combaten. [2]

Biomarcadores de exposición al glifosato

El Dr. Antoniou dijo que el estudio ha abierto nuevos caminos en la identificación del primer biomarcador de la exposición al glifosato, que podría ser relevante para los humanos: "Nuestros hallazgos sugieren que las encuestas de las poblaciones humanas deben llevarse a cabo con urgencia para mostrar si hay un correlación entre los niveles de glifosato y shikimate. Si se encuentra tal correlación, entonces los niveles de shikimate podrían usarse como una medida de los efectos biológicos de la exposición al glifosato”.

Esto significa que es posible ver si una determinada enfermedad en una persona está asociada con la exposición al glifosato al observar su microbioma fecal, aunque no se pudo establecer un vínculo causal entre la enfermedad y el glifosato.

Además, los resultados mostraron cambios distintos en el perfil de las poblaciones bacterianas intestinales. El glifosato y el MON 52276 aumentaron los niveles de Eggerthella spp. y Homeothermacea spp, mientras que MON 52276 también aumentó los niveles de Shinella zoogleoides. Estos cambios en las especies bacterianas, si se confirman por estudios adicionales, también podrían actuar como biomarcadores adicionales de la exposición al glifosato y Roundup.

El Dr. Antoniou dijo: “Vemos cambios definitivos y consistentes en todas las dosis de MON 52276 y glifosato. Entonces, incluso en el nivel de ADI (Ingesta Diaria Aceptable, los reguladores de nivel creen que puede ingerirse diariamente a largo plazo sin efectos adversos) vemos estos cambios en las poblaciones bacterianas. A largo plazo puede haber implicaciones para la salud. Actualmente, la ciencia no comprende lo suficiente sobre cuáles podrían ser las consecuencias biológicas y para la salud de estos cambios, pero las alteraciones son en sí mismas motivo de preocupación ”.

Daño hepático en ratas alimentadas con Roundup y glifosato

El estudio también reveló que Roundup, y en menor medida el glifosato, dañaron el hígado y los riñones de las ratas, incluso durante el período de estudio relativamente corto de 90 días. El examen histopatológico (microscópico) del hígado mostró que las dos dosis más altas de Roundup causaron un aumento estadísticamente significativo y dependiente de la dosis en las lesiones, cambios en la enfermedad del hígado graso y necrosis (muerte del tejido).

En el nuevo estudio, en el grupo de tratamiento con glifosato, también hubo un aumento en la incidencia de este daño hepático, pero no fue a un nivel estadísticamente significativo. Por el contrario, ninguno de los animales de control mostró los mismos efectos hepáticos, por lo que los cambios en los animales alimentados con glifosato pueden ser biológicamente significativos. Como afirman los autores, es posible que no hayan alcanzado significación estadística porque el número de animales era demasiado bajo y la duración de la exposición demasiado corta. Otro mes o dos adicionales a la duración del estudio podrían haber resultado en una significación estadística para el glifosato y los efectos de Roundup.

Los hallazgos de la enfermedad del hígado graso confirman y amplían las observaciones de un estudio anterior   del equipo del Dr. Antoniou. En este estudio anterior, a las ratas se les dio una dosis de Roundup que fue asombrosamente 125,000 veces menor, en función de la dosis de glifosato, que el grupo de dosis más baja en la nueva investigación. Sin embargo, fueron alimentados con esta dosis durante un período más largo de dos años. Esta dosis más baja también causó enfermedad del hígado graso. "Ahora sabemos que una dosis más baja de Roundup durante un tiempo más largo o una dosis más alta en un tiempo más corto producen el mismo resultado", dijo el Dr. Antoniou.

Disfunción renal

Hubo aumentos claros en la disfunción renal (lesiones, mineralización y necrosis) en los grupos Roundup y glifosato, pero en su mayoría no fueron estadísticamente significativos. De nuevo, esto puede deberse a que había muy pocos animales o al estudio demasiado corto. Cualquier persona que desee replicar estos efectos en otros estudios debe extender la duración del estudio y usar un mayor número de animales para ver si se produce un daño grave a los riñones a largo plazo.

Bioquímica de la sangre

Los investigadores esperaban que los signos de daño a la función hepática y renal en los grupos Roundup y, en menor medida, en los grupos glifosato se reflejaran en la bioquímica de la sangre. Sorprendentemente, sin embargo, vieron pocos cambios en este nivel. El Dr. Antoniou comentó: “Si bien las mediciones bioquímicas de la sangre se usan rutinariamente para evaluar la disfunción hepática o renal en humanos, son métodos relativamente crudos que podrían perder los efectos de los pesticidas. Y así lo demostró en nuestro estudio.

“Pero al usar 'ómicas' que analizan cientos de mediciones, vimos toxicidad hepática por glifosato y Roundup. Vimos todos estos cambios después de solo 90 días de alimentación a niveles que los reguladores dicen que no producen ningún efecto adverso.

“Nuestro estudio muestra que las mediciones fisiológicas y bioquímicas más superficiales no son lo suficientemente profundas. Debemos utilizar métodos de análisis multi-omics de vanguardia como parte del proceso de evaluación de riesgos, para asegurarnos de no perder nada de importancia para la salud pública”.

Hasta ahora, los reguladores no han incorporado estos métodos en el proceso de evaluación de riesgos.

¿Nuevo mecanismo para el enlace glifosato-cáncer?

En 2015, el glifosato fue clasificado como probable carcinógeno por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). Los expertos de la agencia identificaron el estrés oxidativo y la genotoxicidad (daño al ADN) como posibles mecanismos.

El nuevo estudio propone un nuevo mecanismo a través del cual la exposición a herbicidas a base de glifosato puede causar cáncer. Los animales alimentados con Roundup y glifosato mostraron niveles elevados de ácido shikimico en sus intestinos. El ácido shikimico puede tener muchos efectos biológicos diferentes, incluida la protección del cuerpo contra el estrés oxidativo. Pero también se ha propuesto como un promotor del cáncer, y un estudio reciente encontró que el shikimate puede estimular la proliferación de células de cáncer de mama humano. Los autores afirman en su artículo: "El nuevo mecanismo de acción del glifosato en el microbioma intestinal que describimos en el estudio presentado aquí podría ser relevante en el debate sobre la capacidad del glifosato para actuar como carcinógeno".

Poder de lo multi-omics

En su artículo, los autores explican que su estudio "demuestra el poder del uso de perfiles moleculares multiómicos para revelar cambios en el microbioma intestinal después de la exposición a contaminantes químicos que de otro modo se perderían utilizando métodos analíticos más estándar y menos exhaustivos".

Los investigadores identificaron el primer biomarcador de los efectos del glifosato en el microbioma intestinal de la rata, es decir, un marcado aumento de shikimate y 3-deshidroshikimate, que indica la inhibición de la enzima EPSPS de la vía shikimate. Además, encontraron niveles aumentados de ciertas sustancias que sugieren una respuesta al estrés oxidativo. También mostraron que el Roundup y el glifosato causaron cambios distintos en el perfil de las poblaciones bacterianas intestinales, que también podrían actuar como biomarcadores adicionales de la exposición al glifosato y al Roundup.

Los investigadores concluyeron: "Aunque se necesitan más estudios para comprender las implicaciones para la salud de la inhibición del glifosato de la vía shikimate en el microbioma intestinal, nuestros hallazgos se pueden utilizar en estudios epidemiológicos ambientales para comprender si el glifosato puede tener efectos biológicos en las poblaciones humanas".

Notas:

1. En la  adición final al Informe de evaluación de renovación sobre el glifosato  (octubre de 2015), p23, Estado miembro ponente Alemania y Estado miembro coponente Estado eslovaco, basado en afirmaciones de la industria, "La acción en la vía del ácido shikimico es exclusiva del glifosato y La ausencia de esta vía en los animales es un factor importante de su baja toxicidad para vertebrados ".

2. Se encontraron niveles aumentados de γ-glutamilglutamina, cisteinilglicina y valilglicina en el intestino.

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