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Estudio del metabolismo de hidrocarburos en la piel de sujetos expuestos a derivados de petróleo
Study of hydrocarbon metabolism in the skin of subjects exposed to petroleum derivatives
ALAN GERARDO HERNANDEZ MELGAR
ALDO MORENO ULLOA
Acceso Abierto
Atribución
piel, microbioma, metabolitos, metabarcoding, metabolomica
metabolite, skin, microbiome, metabarcoding, metabolomics
Este estudio piloto examinó los efectos de la exposición dérmica crónica a sustancias derivadas del petróleo sobre el microbioma y metaboloma de la piel. Mediante metabolómica basada en espectrometría de masas y secuenciación del gen 16S ARNr, se analizaron muestras de piel de individuos con y sin exposición ocupacional a derivados del petróleo para identificar cambios en los perfiles metabolómicos y bacterianos entre ambos grupos. Las muestras de piel se recolectaron de dos zonas anatómicas —con un hisopo de algodón— en cada sujeto; el dedo medio (una zona altamente expuesta, referida como la mano) y brazo (una zona no expuesta, utilizada como control de variabilidad intersujeto). Los resultados mostraron que las manos de los sujetos expuestos presentaron una mayor diversidad bacteriana y un enriquecimiento de bacterias con capacidad de degradar al petróleo, como Dietzia, Paracoccus y Kocuria. El análisis de predicción funcional bacteriana reveló un enriquecimiento en las vías metabólicas asociadas con la degradación de hidrocarburos en las manos de los sujetos expuestos, en comparación con las manos de los individuos no expuestos. No se observaron tales diferencias significativas en las comparaciones entre las muestras de los brazos (zonas sin exposición). Además, las manos de los sujetos expuestos mostraron una mayor abundancia global metabolitos pertenecientes a clases químicas como ácidos carboxílicos, glicerofosfolípidos, compuestos organooxigenados y éteres fenólicos, entre otros compuestos. A través de análisis integrativos, se encontraron correlaciones (Spearman) positivas entre varias bacterias con capacidad de degradación del petróleo y compuestos xenobióticos, lo que sugiere una remodelación química de la piel que favorece el crecimiento de este tipo de bacterias. En conclusión, este estudio proporciona información clave sobre las alteraciones en las comunidades bacterianas y el metaboloma de la piel en sujetos con alta exposición a hidrocarburos industriales. Estos hallazgos deben ser validados en estudios con un mayor número de sujetos y en diferentes poblaciones o grupos étnicos, así como evaluar los potenciales efectos en la salud humana.
This pilot study examined the effects of chronic dermal exposure to petroleum-derived substances on the skin microbiome and metabolome. Using mass spectrometry-based metabolomics and 16S rRNA gene sequencing, skin samples from individuals with and without occupational exposure to petroleum derivatives were analyzed to identify changes in the metabolomic and bacterial profiles between the two groups. Skin samples were collected from two anatomical sites in each subject using a cotton swab: the middle finger (a highly exposed area, referred to as the hand) and the arm (a non-exposed area, used as a control for inter-subject variability). The results showed that the hands of exposed subjects exhibited greater bacterial diversity and an enrichment of bacteria capable of degrading petroleum, such as Dietzia, Paracoccus, and Kocuria. Bacterial functional prediction analysis revealed an enrichment of metabolic pathways associated with hydrocarbon degradation in the hands of exposed subjects compared to the hands of non-exposed individuals. No such significant differences were observed in the comparisons between arm samples (non-exposed areas). Additionally, the hands of exposed subjects showed a higher overall abundance of metabolites belonging to chemical classes such as carboxylic acids, glycerophospholipids, organooxygen compounds, and phenolic ethers, among others. Through integrative analysis, positive (Spearman) correlations were found between several bacteria capable of degrading petroleum and xenobiotics, suggesting a chemical remodeling of the skin that favors the growth of these types of bacteria. In conclusion, this study provides key insights into the alterations in the bacterial communities and the skin metabolome in subjects with high exposure to industrial hydrocarbons. These findings should be validated in studies with a larger number of subjects and across different populations or ethnic groups, as well as assessing potential effects on human health.
2024
Tesis de doctorado
Español
Hernández Melgar, A.G. 2024. Estudio del metabolismo de hidrocarburos en la piel de sujetos expuestos a derivados de petróleo. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 119 pp.
METABOLISMO HUMANO
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