Tras concluir un estudio piloto en el que participaron personas que trabajan en talleres mecánicos y llanteras, especialistas del CICESE demostraron que la exposición crónica a hidrocarburos derivados del petróleo, como grasas, lubricantes y aceites automotrices, provoca alteraciones en la piel que pueden contribuir al desarrollo de enfermedades. 

El estudio se centró en el análisis, por separado y después integrado, de bacterias y moléculas presentes en las manos de personas que, por su trabajo, están en contacto directo y cotidiano con hidrocarburos. 

Las moléculas analizadas en el estudio incluyeron metabolitos, moléculas producidas tanto por humanos como por bacterias, y xenobióticos, moléculas sintéticas.

Los resultados de la investigación que inició en 2020 como proyecto de tesis de Alan Hernández Melgar, estudiante del doctorado en Ciencias de la Vida del CICESE, fueron recientemente publicados en el artículo “Chronic exposure to petroleum-derived hydrocarbons alters human skin microbiome and metabolome profiles: a pilot study”, en la revista Journal of Proteome Research.

En el artículo, el grupo de investigación reportó que las manos expuestas a los hidrocarburos exhibieron un enriquecimiento de bacterias degradadoras de petróleo, entre ellas bacterias de los géneros Dietzia, Paracoccus y Kocuria.

Además de Alan Hernández, primer autor en el artículo, también figura como autor el doctor Aldo Moreno Ulloa, investigador del Departamento de Innovación Biomédica del CICESE y director de tesis de Alan.

En entrevista, Alan Hernández explicó que los resultados del estudio sugieren que la exposición crónica a hidrocarburos provoca una disminución en las comunidades bacterianas de la piel que brindan protección contra patógenos.

“Entonces lo que está ocurriendo es que, al no estar presentes estas bacterias que brindan protección, se podría estar favoreciendo el crecimiento de bacterias que sí pueden ser patógenas”, advirtió.

Entre las bacterias de la piel cuya abundancia aumenta como producto del contacto crónico con hidrocarburos están algunas que por su genética son potencialmente patógenas y dañinas para el ser humano, ya que están relacionadas con procesos inflamatorios e infecciosos.

Sin embargo, el estudiante de doctorado subrayó que la sola presencia de esas bacterias no representa un riesgo, pues este surge cuando se combinan otros factores que provocan vulnerabilidad, como podría ser una herida y un sistema inmune debilitado.

“Si se da esa combinación de factores, la bacteria encuentra todas las facilidades y todo el medio para poder crecer y ahora sí desplegar todo su arsenal patogénico y volverse un problema de salud”, anotó.

Identificando bacterias y metabolitos

Para realizar el estudio, el equipo de especialistas consiguió la participación de cinco trabajadores de llanteras y talleres mecánicos del municipio de Ensenada, Baja California, que tenían desde cuatro hasta 20 años de experiencia.

Uno de los requisitos establecidos fue que los participantes no presentaran patologías y problemas de la piel como lesiones, irritación o procesos inflamatorios notorios; ninguno de los participantes usaba protección en sus manos al trabajar.

Otro grupo de cinco hombres que no había tenido exposición crónica a hidrocarburos industriales participó en el estudio como grupo control, el cual sirve como referencia para hacer comparaciones entre ambos grupos.

Alan Hernández comentó que, al integrar los dos grupos, buscaron que características como peso, talla y edad no fueran un factor diferencial en la composición de la piel.

Una vez conformados los grupos y aprobado el estudio por el Comité de Bioética del CICESE, el equipo de investigación comenzó con la toma de muestras. Para ello visitaron a los participantes en su lugar de trabajo, donde, pasando un cotonete sobre la piel, trataban de colectar la mayor cantidad de bacterias y moléculas.

Dos muestras se tomaron en la mano, una designada para el análisis de bacterias y otra para el de moléculas. Un par de muestras más se tomaron en el antebrazo, como control para hacer comparaciones en la piel del mismo individuo.

Después de la colecta, las muestras se analizaron en los laboratorios del CICESE y el primer objetivo fue obtener la secuenciación genética de las bacterias, proceso en el que contaron con la colaboración del Laboratorio de Genómica Funcional, del cual es responsable la doctora Clara Galindo Sánchez, investigadora del CICESE.

“Entonces vas obteniendo la secuencia y esa secuencia se lee como un código de barras”, explicó Alan, y agregó que el siguiente paso es buscar en bases de datos si esa secuencia se alinea con la de una bacteria ya identificada.

“Si la secuencia alinea con otra que ya está identificada puedes sugerir ‘tengo esta bacteria’ y así vamos haciendo la identificación”, describió.

Para la identificación de metabolitos, dijo, es un proceso similar: la muestra procesada se introduce a un equipo especializado que separa las moléculas y una vez separadas entran a otro equipo llamado espectrómetro de masas.

De cada molécula se produce un espectro, que es el que se utiliza para buscar empatarlo con algún otro conocido y registrado en una base de datos de libre acceso, lo que permite determinar de qué molécula se trata.

Después de la identificación, realizaron análisis estadísticos para determinar qué bacterias y metabolitos presentaban mayor o menor abundancia en la piel de sujetos expuestos comparado con los sujetos no expuestos.

“Una vez que se determinan los metabolitos y las bacterias que son diferentes entre grupos, se analiza de forma matemática si existe alguna correlación entre ellos para comprender mejor el ambiente de la piel expuesta”, refirió el estudiante.

A los análisis matemáticos se suma una revisión en la literatura científica para verificar si ya se ha reportado la correlación entre un metabolito y una bacteria específica, detectada en el primer análisis.

“Vamos señalando —mencionó— cuáles pueden ser correlaciones reales que nos digan ‘esto sí está ocurriendo’ y cuáles realmente no tienen ningún sentido biológico”.

Esta metodología permitió al equipo de investigación sugerir que la exposición de la piel a hidrocarburos industriales altera la composición de las bacterias y favorece el aumento de aquellas que son capaces de degradar los hidrocarburos.

Presentación internacional

Por ser un estudio piloto, Alan reconoció que se necesita más investigación para ampliar los hallazgos obtenidos y apuntó que el tema es especialmente importante por tratarse de hidrocarburos, compuestos con los que interactuamos todos los días y están presentes en una gran cantidad de productos que van desde ropa y objetos de plástico hasta cosméticos y medicamentos.

La relevancia del tema y los resultados obtenidos en la investigación le abrieron a Alan la oportunidad de participar como ponente en el congreso internacional Metabolomics 2024, celebrado del 16 al 20 de junio en Osaka, Japón.

Después de ser seleccionado para presentar los resultados del trabajo en una ponencia oral, también obtuvo una beca por parte del congreso, organizado anualmente por la Metabolomics Society.

El estudiante narró que su participación en el congreso le permitió interactuar con algunos de los investigadores más destacados a nivel mundial en su campo de estudio, así como con representantes de la industria cosmética y automotriz, estudiantes y jóvenes investigadores de diversos países.

Tras estos logros y a punto de concluir sus estudios de doctorado, consideró que lo más importante es que el estudio aporta una perspectiva científica sobre aspectos de salud para un sector laboral que requiere esa información para integrar más medidas de seguridad en su trabajo.

Palabras clave: piel, hidrocarburos, bacterias, metabolitos, moléculas