Biomarkers of susceptibility and effect in car painters exposed to organic solvents.

INTRODUCTION: Car painters are routinely exposed to organic solvents classified as carcinogenic and mutagenic substances.
OBJECTIVE: To characterize the population susceptibility and evaluate the genotoxic effects of exposure to organic solvents.
METHODS: A cross-sectional study comparing a group of car painters exposed to organic solvents with a non-exposed group. CYP2E1 polymorphisms and the presence of micronuclei in lymphocytes were determined.
RESULTS: One hundred twenty-two workers participated in the study: 62 who worked in car paint shops and were exposed to solvents, and 60 who were not exposed. There were statistically significant differences between the two groups regarding micronucleated cells and nucleoplasmic bridges frequencies (p= 0.042 and p= 0.046, respectively; exact likelihood ratio). Significant differences were found at the interaction between the CYP2E1 genotype c1c1 and occupational exposure to solvents, with higher frequencies of micronuclei (p= 0.013) and micronucleated cells (p= 0.015). However, when the frequencies of micronuclei, micronucleated cells and nucleoplasmic bridges in the exposure group were compared between the c1c1 and c2c2/c1c2 allele groups of the CYP2E1 polymorphism, statistically significant differences were found.
CONCLUSIONS: This study confirms that when workers with CYP2E1 polymorphisms, specifically the c1c1 genotype, are exposed to organic solvents, they are more likely to have somatic cell mutations, a condition associated with increased susceptibility to diseases such as cancer.

Remark

Introduction

Workers in car paint shops are exposed to complex mixtures of organic solvents which include chemicals such as xylene, methanol, toluene, benzene, methylene chloride, acetone, and polycyclic aromatic hydrocarbons, among others .

Once inside the body, organic solvents undergo detoxifying metabolic reactions, through the activity of enzymatic families such as the cytochrome P450 family. This process gives rise to toxic intermediates such as free radicals and reactive oxygen species , , which can cause primary DNA lesions . When these lesions are not repaired, they can become fixed and give rise to mutations in somatic cells, which increases the risk of diseases such as cancer .

Therefore, organic solvents are considered as potent mutagens, clastogens, carcinogens and teratogens. In particular benzene exhibits hemotoxic, immunotoxic, cytotoxic and genotoxic properties , and is associated with an increased risk of leukemia . This situation led the International Agency for Research on Cancer (IARC) to classify vehicle painting as a carcinogenic industrial process .

The effect of exposure to organic solvents can be evaluated using genotoxic effects and genetic susceptibility biomarkers. In this regard, the cytokinesis-block micronucleus assay (CBMN) is currently one of the most frequently used techniques to assess chromosomal breaks or losses resulting from exposure to genotoxic agents - , which may be seen as micronuclei or small extranuclear bodies within the cell. Exposure to clastogenic agents increases the frequency of micronuclei; therefore, micronuclei are indicators of genotoxic and cytotoxic effects since they assess the risk of cancer due to occupational exposure to solvents. The CBMN additionally allows to score other nuclear anomalies apart from micronuclei that reflect genomic instability such as nucleoplasmic bridges, a biomarker of DNA misrepair and/or telomere end-fusions and nuclear buds associated with expulsion of amplified DNA or unresolved DNA repair complexes . The CBMN has demonstrated that certain workers routinely exposed to hexane, toluene, and benzene (such as shoemakers, workers at oil refineries, and photocopiers) , - have genotoxic damage caused by exposure to these substances , .

Furthermore, during the first phase of their metabolism, organic solvents induce oxidation reactions mediated by cytochrome P450, an enzyme encoded by a gene whose polymorphisms have been associated not only with altered transcriptional regulation and increased expression of certain genes, but also with an increased frequency of chromosomal aberrations and cancer susceptibility . One of the most studied genetic variation is the restriction fragment length polymorphism PstI/RsaI located in the 5’ flanking region of the gene. The mutant allele (c2) has been associated with an altered enzyme expression of the enzyme . Hence, genetic characterization of the workers in car paint shops is important to describe the possible toxic effect of organic solvents exposure.

In Colombia, occupational exposure to solvents constitutes a public health problem. Most car paint shops belong to the informal sector of the economy, which explains why their workers do not observe biosecurity measures or have medical services focused on the prevention of health risks. In addition, the low level of schooling is reflected in their lack of knowledge about the potential protection measures and the consequences that exposure to organic solvents have on health. It is usual for these informal workers to make the paint on their own, ignoring national or international quality standards. Furthermore, their workday may extend beyond the eight hours a day established by Colombian law, conditions that also increase the risks of genotoxic exposure. Although some studies have been conducted worldwide on this topic, including Colombia , , the relationship between the CYP2E1 polymorphisms and the presence of micronuclei in car paint shop workers have not been examined, which could be used as biomarkers of genotoxic damage and predictors of cancer risk. Consequently, it is necessary to characterize the health and work conditions of individuals occupationally exposed to organic solvents used in car paint workshops in Bogota, Colombia, to alert to the possible onset and extent of early genetic damage, as well as to identify the risk of long-term health problems and to take preventive actions aimed at promoting health. To this end, the behavior of genotoxicity and genetic susceptibility biomarkers was evaluated to suggest preventive measures to minimize exposure and thus the likelihood of presenting genotoxic damage.

Materials and Methods

Study population

This was a cross-sectional study with a sample population from Bogota, Colombia. The sample size was calculated according to the results of Heuser et al.´s 2007 study , which used the Damage Index (DI) variable as a measure of genetic damage, taking a comparison of means of two populations with an unknown variance and an estimated statistical power of 95%, considering a 20% of loss. The population sample of exposed individuals was collected in the Barrios Unidos locality, in car workshops with exposure to the organic solvents used in the production of car paint, while controls were exclusively obtained from an educational institution in the same neighborhood, without exposure to solvents. Based on the universe of the exposed population, previously established by the local councilors, visits were made to the owners and/or administrators of the painting workshops. Those workers who voluntarily agreed to participate were included in the study until completing the sample size of the exposed group. A similar procedure was used in the educational institution to recruit participants to the group of non-exposed individuals. The exposed group was consisted of 62 adult male workers occupationally exposed to solvents for at least five years, without relevant medical history (such as cancer, hepatitis B, recent or prolonged medical treatment, or prior exposure to radiation). Subjects who were regular smokers or drinkers and used any type of psychoactive drugs, and whose had an extra-occupational exposure were excluded. The non-exposed group consisted of 60 individuals recruited from the educational institution, which were selected under the same criteria except exposure to solvents. In both groups, workers consented to share their information on personal, health and work aspects. There was also verification that, in the workshops studied, the procedures involved in paint mixing and application had not been significantly altered in the last 20 years. A pilot study was conducted in 10% of the sample before starting data collection, to standardize timing and actions.

Data collection

A questionnaire was filled out for each worker, which included variables such as age, occupation, date of employment, smoking and alcohol habits, frequency and time of exposure to organic solvents and medical history. The Q 16 questionnaire was included to evaluate neurotoxic symptoms and, with more than six affirmative answers, determines the suspected cases. This questionnaire was applied directly by the researchers to each of the participants.

The cytokinesis-block micronucleus assay

Genotoxicity as a measure of chromosomal damage in human lymphocytes was determined by the Cytokinesis-block micronucleus assay (CBMN). Briefly, a blood sample of 5 mL per individual was collected on the last workday of the week. 500 μL of blood were added to RPMI 1640 culture medium, from which two cell cultures were established. After 44 hours, cytochalasin B was added to each culture to block cytokinesis. At 72 hours of culture, cells were treated for five minutes with a hypotonic KCl 0.075 M solution, and subsequently prefixed and fixed with solutions of methanol and acetic acid, (3:5) and (5:1), respectively, to finally obtain four slides of each culture which were then stained with Giemsa. The frequencies of micronuclei, micronucleated cells, nucleoplasmic bridges and nuclear buds were analyzed in 2000 binucleated cells for each of the samples .

Determination of CYP2E1 genotype

A polymerase chain reaction (PCR) followed by restriction fragment length polymorphism (RFLP) was used for determining genetic polymorphisms of CYP2E1 enzyme. DNA was amplified with primers 5’-CCAGTCGAGTCTACATTGTCA-3’ and 5’- TTCATTCTGTCTTCTAACTGG -3’, and a 410 bp fragment was obtained. To recognize the c1 and c2 alleles in the CYP2E1 genotype, the amplified DNA was digested with RsaI endonuclease at 37 °C for one hour. Fragmented DNA was separated on 2% agarose gel. The c1c1 homozygous genotype corresponds to a fragment of 360 and 50 bp. In the c2c2 homozygote there is a 410 bp fragment, and in the c1c2 heterozygote all the three fragments are present , .

Statistical analysis

To minimize potential biases in sampling, the results of exposed workers and non-exposed individuals were paired by age group. The data obtained were analyzed with the Statistical Package for the Social Sciences (SPSS ®) program. A descriptive analysis was performed, determining frequency distributions and measures of central tendency and dispersion according to the measurement levels of the workers’ variables, and biological measurements. The normal distribution of the data was established using Kolmogorov-Smirnov with a significance level of 10% (p= 0.10). Associations between occupational exposure to organic solvents and occupational variables, neurological symptoms and genetic biomarkers was evaluated by Pearson’s chi-square asymptotic test of independence or the Fisher’s exact test and likelihood ratio (expected values <5). The nonparametric Mann Whitney-Wilcoxon test was used. An ordinal regression model (generalized linear models, GLM) was used to evaluate whether CYP2E1 and occupational exposure to organic solvents, and the interaction between these exposures, predicted the four outcomes of interest (i.e., micronuclei, micronucleated cells, nucleoplasmic bridges and nuclear buds). Allele frequencies were calculated and tested if were consistent with Hardy-Weinberg Equilibrium (HWE) by asymptotic tests in STATA v.12.0 software . The maximum level of significance was 5% (p <0.05)

Ethical considerations

The study followed the guidelines of the Declaration of Helsinki and Colombian standards for human research. The protocol was approved by the technical and ethics committees at the Instituto Nacional de Salud and the Universidad del Rosario in Bogota, Colombia. All participants signed an informed consent prior to conducting the survey and taking biological samples.

Results

One hundred twenty-two male workers participated in the study; 62 worked in painting workshops exposed to solvents and 60 were not exposed. Exposed workers had an average age of 43.9 ±12.4 years and an average exposure time of 21 ±11 years; meanwhile, the average age for unexposed workers was 40.1 ±10.6 years. There were no statistically significant differences (p= 0.067) for age in the two groups of workers. In addition, 39% (n= 24) of them were working as painters, 19% (n= 12) as mechanics, 16% (n= 10) as auto body repairers, 8% (n=5) as colorists, and the rest worked in administrative areas (Table 1). Significant differences were found for occupational exposure, hygiene and protection elements variables being higher for the exposed group.

Table 1

Demographic and occupational characteristics of individuals participating in the study

Variable	Exposed (n= 62)		Non-exposed (n= 60)		p
	n	%	n	%
Age (years)
<29	9	14.5	9	15.0	0.203*
30-39	11	17.7	19	31.7
40-49	23	37.1	20	33.3
50-59	13	21.0	11	18.3
>60	6	9.7	1	1.7
Occupational exposure
Thinner	57	91.9	1	1.7	<0.001
Varsol	29	47.5	2	3.3	<0.001
Gasoline	33	54.1	5	9.1	<0.001
Acetone	7	11.5	1	1.7	0.062*
Glue	31	51.7	1	1.7	<0.001
Paint	51	82.3	0	0.0	<0.001
Paint solvent	50	82.0	0	0.0	<0.001
Degreaser	43	70.5	1	1.7	<0.001
Cleanser	40	66.7	6	10.0	<0.001
Hygiene and personal protection
Use of work clothes	47	75.8	7	12.1	<0.001*
Use of gloves	38	61.3	5	8.6	<0.001
Use of respirator	45	72.6	2	3.4	<0.001
Spare time activities
Mechanic	6	9.7	2	3.3	0.273*
Carpentry	3	4.9	3	5.0	1.000*
Paint	13	21.3	5	8.6	0.073*
Laundry	1	1.6	1	1.7	1.000*
Stained glass	1	1.6	0	0.0	1.000*
Pottery	4	6.5	0	0.0	0.119*

* Fisher’s exact test

The personal skin protection elements reported by workers were uniforms in 75% (47), followed by street clothes in 22% (14). Regarding the use of gloves, 28% said they were made of nitrile and an equal percentage of rubber. The remaining workers did not wear gloves. Of the 45 workers using a respirator, 8% (4) used it with a filter and 35% (16) with a double filter. As for the type of filter, in 17% (8) it was impermeable to organic vapors while for the remaining percentage it was a face mask, an implement which does not provide appropriate respiratory protection.

Regarding the smoking variable, 31% (19) of the exposed and 48% (29) of the non-exposed had never smoked, while at the time of sampling, 20% of the exposed (13) and the non-exposed (12) smoked. No statistically significant differences between the two groups (p= 0.102) were found.

The presence of clinical manifestations was examined between the exposed and the non-exposed group (Table 2). The symptoms included in the Q 16 questionnaire were significantly higher in the exposed group when compared to the non-exposed group in 14 out of the 16 symptoms. The number of symptoms varied from 0 to 13, the median being significantly higher in the exposed than in the non-exposed group (4 vs. 0, p <0.001, Mann Whitney-Wilcoxon one-tailed exact test). The percentage with more than six symptoms was significantly higher in the exposed than in the non-exposed (17.7% vs. 3.3%, p= 0.009).

Table 2

Symptoms reported by study participants using the Q16 questionnaire

Neurological manifestations assessed by the Q16 questionnaire	Exposed (n= 62)		Non-exposed (n=60)		p*
Variable	n	%	n	%
Are you forgetful?	25	40.3	10	16.7	0.003
Do you often feel angry for no reason?	19	40.3	3	5.0	< 0.001
Do you often wake up, then experience trouble getting back to sleep?	24	38.7	11	18.3	0.011
Do you sometimes feel chest pressure?	24	38.7	4	6.7	< 0.001
Do you feel often painful twinges, numbness or tingling in any part of the body?	21	33.9	7	11.7	0.003
Are you feeling unusually tired?	19	30.6	7	11.7	0.009
Has your family told you that you are absent-minded?	19	30.6	5	8.3	0.002
Do you often feel sad or depressed for no reason?	18	27.0	1	1.7	< 0.001
Do you often have trouble concentrating?	17	27.4	5	8.3	0.005
Do you often forget activities you consider important?	12	19.4	2	3.3	0.005
Do you feel you have lost strength in your arms or legs?	12	19.4	2	3.3	0.005
Have you felt that you are suddenly going to fall when standing or walking?	12	19.4	4	6.7	0.034
Is it difficult for you to understand the news, programs or novels you see on TV or hear on the radio?	11	17.7	0	0.0	< 0.001
Do you find it difficult to decide to do activities that you know you should do?	8	12.9	6	10.0	0.414
Have you lost feeling in your hands or feet?	5	8.1	2	3.3	0.233
Do you find it difficult to button up?	5	8.1	0	0.0	0.031

* One-tailed Fisher’s exact test

In addition, 6% (4) reported having been poisoned at least once with solvents. From the results of the Q 16 questionnaire, 32% (20) of the exposed and 5% (3) of the non-exposed presented more than six symptoms.

The CYP2E1 allele frequencies were in Hardy-Weinberg equilibrium (p= 0.331). There were no statistically significant differences in the CYP2E1 polymorphism genotype characterization of the two groups (p= 0.749, exact likelihood ratio test). Only one blood sample from the non-exposed group could not be processed (Table 3).

Table 3

CYP2E1 polymorphisms as susceptibility biomarkers by occupational exposure to organic solvents

Group	CYP2E1						Total
	c1/c1		c1/c2		c2/c2
	n	%	n	%	n	%
Exposed	45	72.6	15	24.2	2	3.2	62
Non-exposed	40	67.8	16	27.1	3	5.1	59
Total	85	70.2	31	25.6	5	4.1	121

When compared the characteristics evaluated in the CBMN, there were statistically significant differences between the two groups regarding micronucleated cells and nucleoplasmic bridges frequencies (exact likelihood ratio p-values were 0.042 and 0.046, respectively) being higher for the exposed group. For the micronuclei and nuclear buds frequencies, there were no significant differences (exact likelihood ratio p-values were 0.296 and 0.933, respectively) (Table 4).

Table 4

Distribution of biomarkers measured by the CBMN by occupational exposure to organic solvents

		Cohorts
		Exposed		Non-exposed
		No.	%	No.	%
Micronuclei frequency	0	18	29.0	23	38.3
	1	14	22.6	17	28.3
	2	13	21.0	6	10.0
	≥3	17	27.4	14	23.3
Micronucleated cells frequency	0	18	29.0	23	38.3
	1	16	25.8	21	35.0
	2	19	30.6	6	10.0
	≥3	9	14.5	10	16.7
Nucleoplasmic bridges frequency	0	41	66.1	51	85.0
	1	8	12.9	5	8.3
	2	8	12.9	1	1.7
	≥3	5	8.1	3	5.0
Nuclear buds frequency	0	52	91.2	54	90.0
	1	4	7.0	5	8.3
	2	0	0.0	1	1.7
	≥3	1	1.8	0	0.0

Heterozygous individuals (c1c2) were grouped with homozygotes (c2c2) in the determination of the effect of each CYP2E1 genotype on chromosome damage, due to the low number of individuals with a homozygous genotype. Statistically significant differences were found for the interaction of c1c1 genotype and the occupational exposure to organic solvents, with higher frequencies of micronuclei and micronucleated cells (Table 5). No significant association was found for nucleoplasmic bridges and nuclear buds frequencies.

Table 5

Ordinal regression’s models for the interaction of CYP2E1 polymorphisms with occupational exposure to organic solvents and its association with the frequency of micronuclei and micronucleated cells

	Estimate	Sig.	Confidence interval 95%
			Lower limit	Upper limit
Micronuclei frequency
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	1.287	0.013	0.273	2.301
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-0.857	0.218	-2.222	0.507
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	0.764	0.139	-0.247	1.775
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c22] *	0
Micronucleated cells frequency
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	1.272	0.015	0.252	2.292
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-0.974	0.165	-2.349	0.401
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	0.603	0.244	-0.411	1.618
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c2] *	0
Nucleoplasmic bridges
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	1.047	0.126	-0.293	2.387
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-20.113	-	-20.113	-20.113
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	-0.361	0.640	-1.875	1.153
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c2] *	0
Buds frequencies
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	-0.080	0.930	-1.878	1.717
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-0.490	0.703	-3.008	2.027
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	-0.031	0.90.0.73	-1.831	1.769
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c2] *	0

Reference category

Discussion

Exposure to organic solvents can cause serious health problems including poisoning or carcinogenesis, especially when benzene is involved. Biomonitoring of human populations occupationally exposed to those chemicals is essential to identify early biological effects and prevent the occurrence of associated chronic complications .

This study evaluated the genotoxic effects of exposure to organic solvents in a sample of workers routinely exposed to organic solvents due to work activities associated with car painting, and workers non-exposed to these agents. The average age observed in both groups were like those found in the available reports of the working population in Colombia, and in other studies with similar working populations . On the other hand, it is important to note that the time of exposure for the exposed group was approximately 21 years, and in addition, some of them performed tasks related to painting activities in their free time. These facts demonstrated that they were chronically exposed to chemicals, specifically aromatic hydrocarbons, which can cause long-term health effects, as has been reported in previous studies .

In the use of personal protection, presumably both employers and workers lacked knowledge regarding the harmful effects of these agents, since the exposed group clearly did not use basic protection, such as work clothing, gloves, and a respirator. This situation presents the added difficulty that only 17% wore nitrile gloves, which is the material recommended in the safety data sheets of these products. With respect to respiratory protection, the picture was no different, because only 32% used a filter respirator and, even more alarming, only 12% used a filter suitable for organic vapors. The above conditions are concerning, especially since they have been consistently described in other populations also exposed to organic solvents .

Manifestations such as emotional and mood disorders, as well as working and short-term memory disorders, have been associated with chronic exposure to solvents . Statistically significant differences between the exposed and non-exposed groups were found related to some symptoms included in the Q16 questionnaire such as being forgetful, feeling angry for no reason, feeling pressure in the chest, having trouble concentrating, feeling sad or depressed without reason, among others . In addition, a third of those exposed (32%) reported more than six of the symptoms included in that questionnaire, which would suggest a risk of neurotoxicity.

With respect to genotoxicity evaluated through the CBMN, significant differences were also observed between exposed and non-exposed, specifically in the micronucleated cells and nucleoplasmic bridges frequencies, indicating the high degree of genotoxicity that can be attributed to the organic solvents used in the preparation of car paint. It is worth mentioning that the CBMN expresses cumulative DNA damage associated with chronic exposures such as those presented by individuals in the exposed group. This damage accumulates within the lymphocytes for long periods, turning them into sentinels that allow the identification of genotoxicity, especially through assays like this one, that has become one of the standard cytogenetic tests in the field of genetic toxicology . This finding is consistent with results obtained in previous studies about occupational exposure to genotoxics , .

On the other hand, Cytochrome P450 is a superfamily of proteins involved in metabolic reactions of activation; however, along with detoxification they are related with metabolic activation of procarcinogens . CYP2E1 polymorphisms became important when analyzing cytogenetic biomarkers, as this gene is the most abundant in lymphocytes . CYP2E1 c2 allele alters gene expression by elevating protein levels and lowering basal protein activity, when compared with the homozygous c1c1 , . With respect to both susceptibility and early effect biomarkers, our results are consistent with other studies in which it was established that the c1c1 genotype is associated with increased frequency of chromosomal aberrations in workers exposed to organic solvents . Although no differences have been shown in the basal activity of the two variants of the enzyme (c1 and c2), the c2 variant seems to be more sensitive to damage by interaction with substances as isoniazid, which suggests that c1c1 genotype is less sensitive to damage and therefore explains why it generates more free radicals under the same exposure, which implies an increase in the number of chromosomal alterations that can be expressed in the formation of micronuclei . The presence of micronuclei, on the other hand, is associated with that of nucleoplasmic bridges, as has been shown in previous studies so that the presence of micronuclei increases the risk of nucleoplasmic bridges . Under this situation, the number of micronuclei can be two to ten times greater than that of nucleoplasmic bridges, and up to 100 times greater than that of nuclear buds.

Our study should motivate the strengthening of actions aimed at prevention and risk control by employers and occupational hazard managers to promote more active occupational epidemiological surveillance that seeks to protect the workers. We have identified unacceptable failures in the basic protective measures that should be observed by workers exposed to carcinogenic agents such as the organic solvents contained in car paint. Our results also provide support for the development of more studies to consolidate findings related to the susceptibility effect exerted by the c1c1 allele of the CYP2E1 polymorphism.

Our study had certain limitations due to its methodological design, such as the fact that it only allowed us to establish non-causal associations, and that there could be a memory bias in the workers during data collection with regard to the names of the solvents they used. Workers with more severe symptoms could be more likely to think more carefully and in more detail about the solvents they used compared to those with less severe symptoms. Because workers had to work with solvents for at least 5 years to be included as “exposed” in the study, the variability in recalling the level of exposure among those in the exposed group is not likely to have impacted the results on associations between organic solvents and genotoxic effects.

According to the study results, and in accordance with the recommendations of the 2015 Guideline for Comprehensive Health and Safety in the Workplace for workers exposed to benzene and its derivatives, we would suggest that employers of workers exposed to organic solvents, especially those who work in automotive painting, may educate their employees regarding the harmful effects of these substances, and how to protect themselves through training in safe processes and in the use of personal protective equipment, safety standards, and engineering and administrative controls .

It is worthy to note that, due to the synergistic effect between smoking and exposure to organic solvents , it is necessary to implement strategies that lead to the elimination of this practice and the promotion of healthy lifestyles. Regarding the flaws detected in the use of personal protection, it is important to establish a technical program for the selection and management of approved respirators as well as skin and eye protection, according to the type of exposure that is identified in the workstation .

Our study sample is part of a population that is occupationally exposed to organic solvents that can cause chronic poisoning; therefore, it is imperative to establish occupational epidemiological surveillance programs that include all workers. These programs must be accompanied by periodic evaluations, including complete clinical and occupational history, as well as the blood count and biomarker results recommended by the ACGIH. This will make it possible to detect minor changes due to exposure to organic solvents in a timely manner .

Conclusions

The workers with CYP2E1 polymorphisms, specifically the c1c1 genotype, are exposed to organic solvents, are more likely to have somatic cell mutations, a condition associated with increased susceptibility to diseases such as cancer.

The significant differences in the frequencies of micronucleated cells and nucleoplasmic bridges found between the exposed and the non-exposed, showed a high degree of genotoxicity attributed to the use of organic solvents in the preparation of car paint.

The symptoms included in the Q16 questionnaire were significantly higher in the exposed group, suggesting an associated risk of neurotoxicity and were identified failures in the basic protection measures that exposed workers must have to carcinogens such as organic solvents.

Contribución del estudio

Introducción

Los trabajadores de los talleres de pintura de automotores están expuestos a una compleja mezcla de solventes orgánicos que incluyen químicos como xileno, metanol, tolueno, benceno, cloruro de metileno, acetona, e hidrocarburos aromáticos, entre otros .

Una vez dentro del cuerpo, los solventes orgánicos desencadenan reacciones metabólicas detoxificantes, a través de la actividad enzimática de familias proteicas como la del citocromo P450. Este proceso genera intermediarios tóxicos como radicales libres y especies reactivas de oxígeno ,, que pueden causar daños en el DNA . Cuando estos daños no son correctamente reparados, pueden fijarse y dar origen a mutaciones en las células somáticas, lo que incrementa el riesgo de algunas enfermedades como el cáncer .

Por otro lado, los solventes orgánicos son consideradas sustancias altamente mutagénicas, clastogéncias, carcinogéncias y teratogénicas. En particular, el benceno exhibe propiedades hemotóxicas, inmunotóxicas, citotóxicas y genotóxicas y está asociado con el incremento en el riesgo de leucemia . Esta situación ha llevado al Centro Internacional de Investigación sobre el Cáncer (IARC) a clasificar la pintura de vehículos automotores como un proceso industrial carcinogénico .

Los efectos de la exposición a solventes orgánicos pueden ser evaluados mediante los efectos genotóxicos y los biomarcadores de susceptibilidad. Es esta medida, los ensayos de micronúcleos por detención de la citocinesis (Cytokinesis-block micronucleus assay - CBMN) son actualmente una de las técnicas más usadas para evaluar pérdidas o rupturas cromosómicas resultado de la exposición a agentes genotóxicos -, que pueden ser evidenciados como micronúcleos o pequeños cuerpos extranucleares dentro de la célula. La exposición a agentes clastogénicos incrementa la frecuencia de micronúcleos, por lo tanto, los micronúcleos son indicadores de efectos genotóxicos y citotóxicos , ya que ellos evalúan el riesgo de cáncer debido a la exposición ocupacional a solventes. Los CBMN adicionalmente permiten medir otras anormalidades nucleares además de los micronúcleos que reflejan la inestabilidad genómica como los puentes nucleoplásmicos, un biomarcador de fusión de extremos teloméricos o reparación incorrecta del DNA, y los “nuclear buds” asociados con la amplificación del DNA y la resolución anómala de los complejos de DNA propios de la mitosis .

El CBMN ha demostrado que ciertos trabajadores rutinariamente expuestos a hexano, tolueno y benceno (como zapateros, trabajadores de refinerías de petróleo y personal que trabaja con fotocopiadoras) ,- tienen daño genotóxico debido a la exposición a estas sustancias ,.

Además, durante la primera fase de su metabolismo, los solventes orgánicos inducen reacciones de oxidación mediadas por citocromo P450, y la enzima codificada por un gen cuyo polimorfismo ha sido asociado, no solo a la regulación transcripcional alterada y una expresión incrementada de ciertos genes, sino también con una frecuencia incrementada de las aberraciones cromosómicas y la susceptibilidad al cáncer . Una de las variaciones genéticas más estudiadas es el polimorfismo de fragmento de restricción (RFLP) PstI/RsaI localizado en la región flanqueante 5’ del gen. El alelo mutante (c2) ha sido asociado con la expresión alterada de la enzima .

Por lo tanto, la caracterización genética de los trabajadores de los talleres de pintura de automóviles es importante para describir los posibles efectos tóxicos de la exposición a solventes orgánicos.

En Colombia, la exposición ocupaciones a solventes constituye un problema de salud pública. La mayoría de los talleres de pintura de automóviles pertenecen al sector informal de la economía, lo que explica por qué sus trabajadores no siguen protocolos de bioseguridad o tienen servicios médicos orientados a la prevención de riesgos de salud. Adicionalmente, el bajo nivel escolar se refleja en la falta de conocimiento sobre las potenciales medidas de protección y las consecuencias de la exposición a solventes orgánicos sobre la salud. Es usual para estos trabajadores informales realizar los procesos de pintura bajo sus propios criterios, ignorando los estándares nacionales e internacionales de calidad. Además, su jornada laboral puede extenderse más allá de las ocho horas diarias que establece la ley colombiana, lo que incrementa los riesgos asociados a la exposición genotóxica. A pesar de que se han desarrollado algunos estudios en diversos países del mundo sobre este tópico, incluyendo Colombia ,, la relación entre los polimorfismos CYP2E1 y la presencia de micronúcleos en trabajadores de pintura de carros no ha sido examinada, lo que puede ser usado como un biomarcador de daño genotóxico y predictor de riesgo de cáncer. Por consiguiente, es necesario caracterizar la salud y condiciones de trabajo de individuos expuestos ocupacionalmente a solventes orgánicos usados en talleres de pintura automotriz en Bogotá, Colombia, para alertar sobre los posibles inicios de daño genético temprano, así como la identificación de los riesgos de generar problemas a largo plazo en la salud y tomar acciones preventivas que apuntan a la promoción de la salud. Para este fin, el comportamiento de la genotoxicidad y marcadores genéticos de susceptibilidad fue evaluada para sugerir medidas preventivas para minimizar la exposición y la probabilidad de presentar daño genotóxico.

Materiales y Métodos

Población de estudio

Este fue un estudio transversal con una población muestreada en Bogotá, Colombia. Esta muestra fue calculada de acuerdo con los resultados del estudio de 2007 de Heuser y colaboradores , quienes usaron la variable de índice de daño (Damage Index - DI) como una medida de daño genético, teniendo en comparación de medias de dos poblaciones con una varianza desconocida y con un poder estadístico estimado del 95%, considerando un 20% de pérdida. La muestra poblacional de individuos expuestos fue recogida en la localidad de Barrios Unidos, en talleres de pintura de carros, donde los controles sin exposición a solventes fueron obtenidos, exclusivamente, de una institución educativa en el mismo barrio. A partir del universo de la población expuesta, previamente establecidos con las autoridades locales, se realizaron visitas a propietarios y administradores de los talleres de pintura. Aquellos trabajadores que voluntariamente accedieron a participar fueron incluidos en el estudio hasta completar el tamaño de muestreo del grupo expuesto. Un proceso similar fue usado en la institución educativa para reclutar a los participantes del grupo de los individuos no expuestos. El grupo expuesto consistió en 62 hombres adultos trabajadores, ocupacionalmente expuestos a solventes por al menos los últimos cinco años, sin historia médica relevante (como cáncer, hepatitis B, tratamiento médico reciente o prolongado, o exposición previa a la radiación). Los participantes que eran consumidores regulares de tabaco o alcohol, que usaban cualquier tipo de drogas psicoactivas, o que tenían exposición extra ocupacional a solventes fueron excluidos. El grupo de no expuestos consistió en 60 individuos reclutados de la institución educativa, los cuales fueron seleccionados bajo los mismos criterios excepto la exposición a solventes. En ambos grupos los trabajadores consintieron compartir su información en aspectos personales, de salud y trabajo. Esto fue también verificado que, en esos talleres estudiados, los procesos involucrados en la mezcla y aplicación de pintura no ha sido alterados significativamente en los últimos 20 años. Un estudio piloto fue realizado con el 10% de las muestras antes de empezar la recolección de los datos, para estandarizar tiempos y acciones.

Recolección de datos

Un cuestionario fue diligenciado para cada trabajador, el cual incluía variables como edad, ocupación, fecha de empleo, hábitos de consumo de tabaco y alcohol, frecuencia y tiempo de exposición a solventes orgánicos e historia médica. El cuestionario fue incluido para evaluar síntomas neurotóxicos y con más de seis respuestas afirmativas, se determinaron como casos sospechosos. Este cuestionario fue aplicado directamente por los investigadores a cada uno de los participantes.

Ensayo de micronúcleos (CBMN)

La genotoxicidad como una medida del daño cromosómico en linfocitos humanos, fue determinada por el ensayo de micronúcleos por detención de la citocinesis (CBMN). Brevemente, a cada individuo le fue tomada una muestra de sangre de 5 mL el último día laboral de la semana. 500 μL de sangre fue añadida al medio de cultivo RPMI 1640, con el cual se establecieron dos cultivos celulares. Después de 44 horas, fue añadida citocalasina B a cada cultivo para detener la citocinesis. A las 72 horas de cultivo, las células fueron tratadas por cinco minutos con una solución hipotónica de KCl 0.075 M, y posteriormente prefijadas y fijadas con soluciones de metanol y ácido acético (3:5) y (5:1), respectivamente, para finalmente obtener cuatro láminas de cada cultivo, las cuales fueron teñidas con Giemsa. La frecuencia de micronúcleos, células micronucleadas, puentes microplásmicos y “nuclear buds” fueron analizados en 2,000 células binucleadas para cada una de las muestras .

Determinación del genotipo para CYP2E1

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) seguida por los polimorfismos de fragmentos de restricción (RFLP) fueron usados para la determinación de polimorfismos genéticos de la enzima CYP2E1. El ADN fue amplificado con los iniciadores 5’-CCAGTCGAGTCTACATTGTCA-3’ y 5’- TTCATTCTGTCTTCTAACTGG -3’, y un fragmento de 410 bp fue obtenido. Para diferenciar entre el alelo c1 y el c2 en el genotipo de CYP2E1, el fragmento amplificado fue digerido con la endonucleasa de restricción RsaI a 37°C por una hora. Los fragmentos fueron separados usando un gel de agarosa al 2%. El genotipo homocigoto c1c1 corresponde a fragmentos de 360 y 50 bp. En el homocigoto c2c2 se observa el fragmento completo, de 410 bp, y en el heterocigoto c1c2 los tres fragmentos están presentes ,.

Análisis estadístico

Para minimizar la posible desviación en el muestreo, los resultados de los trabajadores expuestos y no expuestos, fueron pareados por grupos de edad. Los datos obtenidos fueron analizados con el programa SPSS (Statistical Package for the Social Sciences). Un análisis descriptivo fue realizado, determinando la frecuencia de las distribuciones y medidas de tendencia central y dispersión de acuerdo con los niveles calculados tanto en las variables de los trabajadores como en las biológicas. La distribución normal de los datos fue establecida usando Kolmogorov-Smirnov con un nivel de significancia del 10% (p= 0.10). Las asociaciones entre la exposición ocupacional a los solventes orgánicos y las variables ocupacionales, los síntomas neurológicos y los biomarcadores genéticos, fueron evaluados con el test de independencia asintótico Ji-cuadrado de Pearson o test exacto de Fisher e índices de probabilidad (valores esperados <5). El test no paramétrico Mann Whitney-Wilcoxon fue usado. Un modelo de regresión ordinal (generalized linear models, GLM) fue usado para evaluar ya fuera CYP2E1 y exposición ocupacional a solventes orgánicos, y como la interacción de esta exposición predice las cuatro variables de interés (es decir, micronúcleos, células micronucleadas, puentes nucleoplásmicos y “nuclear buds”). Las frecuencias alélicas fueron calculadas y se comprobó si eran consistentes con el equilibrio de Hardy-Weinberg (H-WE) con tests asintóticos con el software STATA v.12.0 . El nivel máximo de significancia fue 5% (p <0.05).

Consideraciones éticas

Este estudio se acoge a las recomendaciones de la Declaración de Helsinki y a los estándares colombianos para investigación con humanos. El protocolo fue aprobado por los comités técnicos y éticos del Instituto Nacional de Salud y de la Universidad del Rosario en Bogotá, Colombia. Todos los participantes firmaron un consentimiento informado antes de realizar la entrevista y tomar las muestras biológicas.

Resultados

Ciento veintidós hombres trabajadores participaron en este estudio: 62 trabajadores de talleres de pintura automotriz expuestos a solventes y 60 no expuestos. Los trabajadores expuestos tenían una edad promedio de 43.9 ±12.4 años y un tiempo de exposición promedio de 21 ±11 años; por el otro lado, la edad promedio de los trabajadores no expuestos fue 40.1 ±10.6 años. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p= 0.067) para edad entre los dos grupos de trabajadores. Adicionalmente, el 39% (n= 24) de ellos trabajaban como pintores, 19% (n= 12) como mecánicos, 16% (n= 10) como reparadores de partes automotrices, 8% (n= 5) como coloristas, y el resto de ellos como trabajadores en áreas administrativas (Tabla 1). Se encontraron diferencias significativas para las variables de exposición ocupacional e higiene y elementos de protección, siendo mayores para el grupo expuesto.

Tabla 1

Características demográficas y ocupacionales de los individuos participantes en este estudio.

Variable	Expuestos (n= 62)		No expuestos (n= 60)		p
	n	%	n	%
Edad (años)
<29	9	14.5	9	15.0	0.203*
30-39	11	17.7	19	31.7
40-49	23	37.1	20	33.3
50-59	13	21.0	11	18.3
>60	6	9.7	1	1.7
Exposición ocupacional
Tíner	57	91.9	1	1.7	<0.001
Varsol	29	47.5	2	3.3	<0.001
Gasolina	33	54.1	5	9.1	<0.001
Acetona	7	11.5	1	1.7	0.062*
Pegante	31	51.7	1	1.7	<0.001
Pintura	51	82.3	0	0.0	<0.001
Solvente para pintura	50	82.0	0	0.0	<0.001
Desengrasante	43	70.5	1	1.7	<0.001
Limpiador	40	66.7	6	10.0	<0.001
Higiene y protección personal
Uso de ropa de trabajo	47	75.8	7	12.1	<0.001*
Uso de guantes	38	61.3	5	8.6	<0.001
Uso de respirador	45	72.6	2	3.4	<0.001
Actividades realizadas en su tiempo libre
Mecánica	6	9.7	2	3.3	0.273*
Carpintería	3	4.9	3	5.0	1.000*
Pintura	13	21.3	5	8.6	0.073*
Lavado	1	1.6	1	1.7	1.000*
Pintado de vidrio	1	1.6	0	0.0	1.000*
Cerámica	4	6.5	0	0.0	0.119*

* Test exacto de Fisher

Los elementos de protección personal para la piel reportados por los trabajadores fueron uniformes en un 75% (47), seguidos por ropa de diario en un 22% (14). Con respecto a los guantes, 28% dice que usan guantes de nitrilo y un porcentaje igual de caucho. El porcentaje restante de trabajadores no usa guantes. De los 45 trabajadores que usan respirador, 8% (4) lo usan con filtro y 35% (16) con doble filtro. Con respecto al tipo de filtro, en el 17% (8) fue un filtro impermeable a vapores orgánicos mientras que el porcentaje restante utiliza tapabocas (máscara facial), un implemento que no provee adecuada protección respiratoria.

Con respecto a la variable de fumadores, 31% (19) de los expuestos y 48% (29) de los no expuestos nunca habían fumado, mientras que, al momento del muestreo, 20% (13) de los expuestos y de los no expuestos (12) fumaban. No se encontró diferencia significativa entre los dos grupos (p= 0.102).

La presencia de manifestaciones clínicas fue examinada entre el grupo expuesto y el no expuesto (Tabla 2). Los síntomas incluidos en el cuestionario Q16 fueron significativamente superiores en el grupo expuesto cuando fue comparado con el no expuesto en 14 de los 16 síntomas. El número de síntomas variaba entre 0 y 13, la media fue significativamente mayor en el grupo expuesto que en el no expuesto (4 vs. 0, p <0.001, test exacto de una cola de Mann Whitney-Wilcoxon). El porcentaje de personas con más de seis síntomas fue significativamente más alto en el grupo de expuestos que en el de no expuestos (17.7% vs. 3.3%, p= 0.009). Adicionalmente, 6% (4) reportaron haberse intoxicado al menos una vez con solventes. De los resultados del cuestionario Q16, 32% (20) de los expuestos y 5% (3) de los no expuestos presentaron más de seis síntomas.

Tabla 2

Síntomas reportados por los participantes en el estudio usando el cuestionario Q16.

Cuestionario Q16 de evaluación de manifestaciones neurológicas	Expuestos (n= 62)		No expuestos (n= 60)		p*
Variable	n	%	n	%
¿Es usted olvidadizo?	25	40.3	10	16.7	0.003
¿Se siente usted frecuentemente furioso sin razón?	19	40.3	3	5.0	< 0.001
¿Se despierta usted frecuentemente y después tiene problemas para volver a dormir?	24	38.7	11	18.3	0.011
¿Siente usted algunas veces presión en el pecho?	24	38.7	4	6.7	< 0.001
¿Siente a menudo punzadas dolorosas, entumecimiento u hormigueo en alguna parte del cuerpo?	21	33.9	7	11.7	0.003
¿Se siente inusualmente cansado?	19	30.6	7	11.7	0.009
¿Su familia le ha dicho que está distraído?	19	30.6	5	8.3	0.002
¿Se siente a menudo triste o deprimido sin razón?	18	27.0	1	1.7	< 0.001
¿Suele tener problemas para concentrarse?	17	27.4	5	8.3	0.005
¿Suele olvidar actividades que considera importantes?	12	19.4	2	3.3	0.005
¿Siente que ha perdido fuerza en brazos o piernas?	12	19.4	2	3.3	0.005
¿Ha sentido que se va a caer repentinamente al estar de pie o al caminar?	12	19.4	4	6.7	0.034
¿Le resulta difícil entender las noticias, programas o novelas que ve en la televisión o escucha en la radio?	11	17.7	0	0.0	< 0.001
¿Le resulta difícil decidirse a realizar actividades que sabe que debe realizar?	8	12.9	6	10.0	0.414
¿Ha perdido la sensibilidad en sus manos o pies?	5	8.1	2	3.3	0.233
¿Le resulta difícil apuntarse los botones?	5	8.1	0	0.0	0.031

* Test exacto de Fisher de una cola.

Las frecuencias alélicas de CYP2E1 se encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg (p= 0.331). No se encontraron diferencias estadísticamente significativas en la caracterización de los genotipos del polimorfismo CYP2E1 en los dos grupos (p= 0.749, test de razón de verosimilitud exacta). Solamente una muestra de sangre del grupo de no expuestos no pudo ser procesada (Tabla 3).

Tabla 3

Polimorfismos de CYP2E1 como biomarcadores de susceptibilidad por exposición ocupacional de solventes orgánicos.

	CYP2E1
Grupo	c1/c1		c1/c2		c2/c2		Total
	n	%	n	%	n	%
Expuestos	45	72.6	15	24.2	2	3.2	62
No expuestos	40	67.8	16	27.1	3	5.1	59
Total	85	70.2	31	25.6	5	4.1	121

Cuando se compararon las características evaluadas en el CBMN, se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los dos grupos tanto para las frecuencias de las células micronucleadas como para los puentes nucleoplásmicos (los valores p para la razón de probabilidad exacta fueron 0.042 y 0.046, respectivamente) siendo mayores en el grupo expuesto. Para las frecuencias de micronúcleos y “nuclear buds” no se encontraron diferencias significativas (los valores p para la razón de probabilidad exacta fueron 0.296 y 0.933, respectivamente) (Tabla 4).

Tabla 4

Distribución de las medidas de los biomarcadores por CBMN por exposición ocupacional a solventes orgánicos.

		Cohortes
		Expuestos		No expuestos
		No.	%	No.	%
Frecuencia de micronúcleos	0	18	29.0	23	38.3
	1	14	22.6	17	28.3
	2	13	21.0	6	10.0
	≥3	17	27.4	14	23.3
Frecuencia de células micronucleadas	0	18	29.0	23	38.3
	1	16	25.8	21	35.0
	2	19	30.6	6	10.0
	≥3	9	14.5	10	16.7
Frecuencia de puentes nucleoplásmicos	0	41	66.1	51	85.0
	1	8	12.9	5	8.3
	2	8	12.9	1	1.7
	≥3	5	8.1	3	5.0
Frecuencia de “nuclear buds”	0	52	91.2	54	90.0
	1	4	7.0	5	8.3
	2	0	0.0	1	1.7
	≥3	1	1.8	0	0.0

Individuos heterocigotos (c1c2) fueron agrupados con los homocigotos (c2c2) en la determinación del efecto de cada genotipo CYP2E1 en el daño cromosómico debido al bajo número de individuos con el genotipo homocigoto. Las diferencias estadísticamente significativas fueron encontradas en la interacción entre el genotipo c1c1 y la exposición ocupacional a solventes orgánicos, con altas frecuencias de micronúcleos y células micronucleadas (Tabla 5). No se encontraron asociaciones significativas para las frecuencias de puentes nucleoplásmicos y “nuclear buds”.

Tabla 5

Modelos de regresión ordinal para la interacción de los polimorfismos CYP2E1 con exposición ocupacional a solventes orgánicos y su asociación con la frecuencia de micronúcleos y células micronucleadas.

	Estima	Sig.	Intervalo de confianza 95%
			Límite inferior	Límite superior
Frecuencia de micronúcleos
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	1.287	0.013	0.273	2.301
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-0.857	0.218	-2.222	0.507
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	0.764	0.139	-0.247	1.775
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c22]	0
Frecuencia de células micronucleadas
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	1.272	0.015	0.252	2.292
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-0.974	0.165	-2.349	0.401
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	0.603	0.244	-0.411	1.618
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	0
Frecuencia de puentes nucleoplásmicos
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	1.047	0.126	-0.293	2.387
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-20.113	-	-20.113	-20.113
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	-0.361	0.640	-1.875	1.153
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	0
Frecuencia de “nuclear buds”
[EXP=+] * [CY2pe1= c1c1]	-0.080	0.930	-1.878	1.717
[EXP=+] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	-0.490	0.703	-3.008	2.027
[EXP=-] * [CY2pe1= c1c1]	-0.031	0.973	-1.831	1.769
[EXP=-] * [CY2pe1= c2c2/c1c2]	0

Discusión

La exposición a solventes orgánicos puede causar serios problemas de salud, incluyendo intoxicación o carcinogénesis, especialmente cuando el benceno está involucrado. El biomonitoreo de poblaciones humanas ocupacionalmente expuestas a estos químicos es esencial para identificar efectos biológicos tempranos y prevenir la ocurrencia de complicaciones crónicas asociadas .

Este estudio evaluó los efectos genotóxicos por exposición a solventes orgánicos en una muestra de trabajadores rutinariamente expuestos a solventes orgánicos debido a actividades laborales asociadas con la pintura de carros, y trabajadores no expuestos a esos agentes. El promedio de edad observado en ambos grupos fue como los que se encuentran en los informes disponibles de la población laboral activa en Colombia y en otros estudios de poblaciones con trabajos similares . Por el otro lado, es importante mostrar que el tiempo de exposición para el grupo expuesto fue de aproximadamente 21 años, y adicionalmente, algunos de ellos realizan actividades relacionadas con actividades de pintura en sus tiempos libres. Estos hechos demuestran que ellos estaban crónicamente expuestos a químicos, específicamente hidrocarburos aromáticos, que pueden causar efectos en la salud a largo plazo, como se ha reportado en estudios previos .

En el uso de protección personal, presumiblemente tanto empleadores como trabajadores carecían del conocimiento relacionado con los efectos nocivos de estos agentes, ya que el grupo expuesto claramente no usaba la protección básica como ropa de trabajo, guantes y respiradores. Esta situación presenta la dificultad adicional a que tan solo el 17% usan guantes de nitrilo, el cual es el material recomendado en las hojas de seguridad de estos productos. Con respecto a la protección respiratoria, el escenario no es diferente, debido a que sólo el 32% usan un respirador con filtro y, aún más alarmante, sólo el 12% usan un filtro apropiado para vapores orgánicos. Las condiciones anteriores son preocupantes, especialmente porque estas ya han sido consistentemente descritas en otras poblaciones también expuestas a los solventes orgánicos .

La manifestación de desórdenes emocionales y del humor, así como desórdenes de memoria en el trabajo y a corto plazo, han sido asociadas a la exposición crónica a solventes . Las diferencias estadísticamente significativas entre los grupos expuestos y no expuestos, fueron relacionadas a algunos síntomas incluidos en el cuestionario Q16 como ser olvidadizos, sentir rabia sin ninguna razón, sentir presión en el pecho, tener problemas de concentración, sentirse tristes o deprimidos sin ninguna razón, entre otros . Adicionalmente, un tercio de los expuestos (32%) reportaron más de seis síntomas incluidos en ese cuestionario, lo que sugiere riesgo de neurotoxicidad.

Con respecto a la genotoxicidad evaluada a través de CBMN, diferencias significativas fueron observadas entre expuestos y no expuestos, específicamente en las frecuencias de células micronucleadas y puentes nucleoplásmicos, indicando el alto grado de genotoxicidad que puede ser atribuida al uso de solventes orgánicos en la preparación de pintura para carros. Vale la pena mencionar que los CBMN expresan el daño acumulado en el DNA asociado con la exposición crónica como la encontrada en el grupo expuesto. Este daño acumulado dentro de los linfocitos por largos periodos, los convierten en centinelas que permite la identificación de la genotoxicidad, especialmente a través de análisis como estos, lo que los convierte en uno de los tests citogenéticos estándar en el campo de la genética toxicológica . Estos hallazgos son consistentes con los resultados obtenidos en estudios previos de exposición ocupacional a genotóxicos ,.

Por el otro lado, la superfamilia citocromo P450 está involucrada en reacciones metabólicas de activación; sin embargo, además de con detoxificación están relacionadas con activación metabólica en procarcinógenos . Los polimorfismos de CYP2E1 se constituyen como importantes cuando se analizan biomarcadores citogenéticos, debido a que este gen es el más abundante en linfocitos . El alelo c2 de CYP2E1 altera la expresión génica, elevando los niveles de proteína y disminuyendo la actividad basal de esta, cuando se compara con el homocigoto c1c1 ,. Con respecto a los biomarcadores tanto de susceptibilidad como de efecto temprano, nuestros resultados son consistentes con otros estudios en los cuales fue establecido que el genotipo c1c1 está asociado al incremento en la frecuencia de aberraciones cromosómicas en trabajadores expuestos a solventes orgánicos . A pesar de que no se han encontrado diferencias en la actividad basal de las dos variantes de la enzima (c1 y c2), la variante c2 muestra ser más sensible al daño por la interacción con sustancias como isoniazidas, lo que sugiere que el genotipo c1c1 es menos sensible al daño, y por lo tanto explica por qué genera más radicales libres bajo la misma exposición, lo que implica un incremento en el número de alteraciones cromosómicas que puede ser expresadas en la formación de micronúcleos . La presencia de micronúcleos por otro lado, está asociada con los puentes nucleoplásmicos y como se ha mostrado en trabajos previos la presencia de micronúcleos incrementa el riesgo de puentes nucleoplásmicos . Bajo esta situación, el número de micronúcleos puede ser entre dos y diez veces mayor que el número de puentes nucleoplásmicos y hasta cien veces mayor que el número de “nuclear buds”.

Nuestro estudio debe motivar el fortalecimiento de las acciones orientadas a la prevención y control del riesgo por parte de los empleados y gestores de riesgos laborales para promover la vigilancia epidemiológica ocupacional más activa, que busque proteger a los trabajadores. Hemos identificados fallas inaceptables en las medidas básicas de protección que deben observar los trabajadores expuestos a agentes cancerígenos como los solventes orgánicos contenidos en la pintura de automóviles. Nuestros resultados también apoyan el desarrollo de más estudios para consolidar los hallazgos relacionados con el efecto de susceptibilidad ejercido por el genotipo c1c1 del polimorfismo CYP2E1.

Nuestro estudio tiene ciertas limitaciones debido a su diseño metodológico, como el hecho de que sólo pudimos establecer asociaciones no causales, y que puede presentarse un sesgo de memoria en los trabajadores durante la recolección de datos relacionado con los nombres de los solventes que han usado. Los trabajadores con síntomas más graves podrían ser más propensos a pensar más detenidamente y con más detalle sobre los disolventes que utilizaron en comparación con aquellos con síntomas menos graves. Debido a que los trabajadores tuvieron que laborar con solventes durante al menos 5 años para ser incluidos como "expuestos" en el estudio, la variabilidad en recordar el nivel de exposición entre aquellos en el grupo expuesto probablemente no haya impactado los resultados en las asociaciones entre solventes orgánicos y efectos genotóxicos.

De acuerdo con los resultados del estudio, y con las recomendaciones de la Guía 2015 para la Seguridad y Salud Integral en el Lugar de Trabajo para trabajadores expuestos al benceno y sus derivados, sugeriríamos que los empleadores de trabajadores expuestos a solventes orgánicos, especialmente aquellos que laboran en pintura automotriz, pueden educar a sus empleados sobre los efectos nocivos de estas sustancias y cómo protegerse a sí mismos mediante capacitación en procesos seguros y en el uso de equipo de protección personal, normas de seguridad y controles de ingeniería y administrativos .

Cabe señalar que, debido al efecto sinérgico entre el tabaquismo y la exposición a solventes orgánicos , es necesario implementar estrategias que conduzcan a la eliminación de esta práctica y la promoción de estilos de vida saludables. En cuanto a las fallas detectadas en el uso de protección personal, es importante establecer un programa técnico para la selección y manejo de respiradores aprobados, así como protección de piel y ojos, según el tipo de exposición que se identifique en el puesto de trabajo .

La muestra de nuestro estudio es parte de una población que está expuesta ocupacionalmente a solventes orgánicos que pueden causar intoxicaciones crónicas; por lo tanto, es imperativo establecer programas de vigilancia epidemiológica ocupacional que incluyan a todos los trabajadores. Estos programas deben ir acompañados de evaluaciones periódicas, que incluyan la historia clínica y ocupacional completa, así como los resultados de hemogramas y biomarcadores recomendados por la ACGIH. Esto permitirá detectar cambios menores debidos a la exposición a solventes orgánicos de manera oportuna .

Conclusiones

Los trabajadores expuestos a solventes orgánicos con polimorfismos de CYP2E1, específicamente con genotipo c1c1, tienen mayor probabilidad de presentar mutaciones en las células somáticas, condición asociada con una mayor susceptibilidad a enfermedades como el cáncer. Encontramos diferencias significativas entre expuestos y no expuestos en las frecuencias de células micronucleadas y puentes nucleoplásmicos; estas mostraron alto grado de genotoxicidad atribuida al uso de solventes orgánicos en la preparación de pintura para carros.

En cuanto a los síntomas incluidos en el cuestionario Q16 fueron significativamente superiores en el grupo expuesto sugiriendo riesgo de neurotoxicidad. Esto esta en concordancia con la identificación de fallas en las medidas básicas de protección que deben tener los trabajadores expuestos a agentes cancerígenos como los solventes orgánicos.

1)Why was this study conducted?

In Colombia, occupational exposure to solvents constitutes a public health problem. Most of the car paint shops in which these solvents are used belong to the informal sector of the economy and, despite the studies that have been carried out on this topic in various countries of the world, including Colombia, the relationship between CYP2E1 polymorphisms and the presence of micronucleus in car paint workers has not been examined, a relationship that could be used as a biomarker of genotoxic damage and a predictor of cancer risk

2) What were the most relevant results of the study?

We report a high degree of genotoxicity attributed to the use of organic solvents in the car paint preparation process, based on significant differences that we found in the frequencies of micronucleated cells and nucleoplasmic bridges between exposed and non-exposed individuals. In addition, we found that exposed workers who had CYP2E1 polymorphisms, specifically the c1c1 genotype, are more likely to have somatic cell mutations

3) What do these results contribute?

They demonstrate the high degree of genotoxicity attributed to occupational exposure to organic solvents used in the preparation of car paints, through the micronucleus test, which is a test that expresses the accumulated DNA damage associated with said exposure

1) ¿Por qué se realizó este estudio?

En Colombia la exposición ocupacional a solventes constituye un problema de salud pública. La mayoría de los talleres de pintura de automóviles en los que se utilizan estos solventes pertenece al sector informal de la economía y, a pesar de los estudios que en diversos países del mundo se han llevado a cabo sobre este tópico, incluyendo a Colombia, la relación entre los polimorfismos CYP2E1 y la presencia de micronúcleos en trabajadores de pintura de carros no ha sido examinada, relación que podría ser usada como un biomarcador de daño genotóxico y predictor de riesgo de cáncer

2)¿ Cuáles fueron los resultados más relevantes del estudio?

Reportamos un alto grado de genotoxicidad atribuida al uso de los solventes orgánicos en el proceso de preparación de pintura de carros, con base en las diferencias significativas que hallamos en las frecuencias de células micronucleadas y puentes nucleoplásmicos entre los individuos expuestos y los no expuestos. En adición, encontramos que los trabajadores expuestos que presentaban polimorfismos de CYP2E1, específicamente el genotipo c1c1, tienen mayor probabilidad de presentar mutaciones en las células somáticas

3) ¿Qué aportan estos resultados?

Demostramos el alto grado de genotoxicidad atribuida a la exposición ocupacional a los solventes orgánicos que se utilizan en la preparación de pintura para carros, mediante el ensayo de micronúcleos, prueba que expresa el daño acumulado en el ADN asociado con dicha exposición