The relevance of the indiviual genetic background on prenatal mercury exposure in Bratislava

• Main Author: Plichta, Veronika
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: (:none) 2013
• Subjects: Faroe Islands; New Zealand; Färöer; Färöer-Inseln
• Online Access: https://dx.doi.org/10.25365/thesis.30525; https://othes.univie.ac.at/30525/

The heavy metal mercury (Hg) is a ubiquitous environmental toxicant. Prenatal exposure can lead to neurological disorders. This neurotoxin is able to cross the blood-brain barrier as well as the placenta barrier. Especially during pregnancy and early childhood, Methyl-Hg exposure can lead to impairment of neurological development. Epidemiological studies on long-term effects of chronic Hg exposure in New Zealand, Faroe Islands or the Seychelles, showed inconsistent results. This might be caused by variable lifestyle, diet and by genetic background. There is increasing evidence that certain genotypes modify the Hg metabolism. The aim of the study is to determine the Hg exposure in Bratislava and to identify a potential association between Hg exposure and polymorphisms in candidate genes assumed to be involved in Hg toxicokinetics. Study design: 100 Mother-Child-Pairs were recruited at the Ruzinov clinic in Bratislava. The study participants were interviewed about potential exposure factors. Maternal blood and cord blood samples were collected around gestational week 36 and directly after birth, respectively. Hg concentrations were analyzed in the erythrocyte fraction of maternal blood (MatBl-Ery-Hg) and cord blood (CordBl-Ery-Hg) by CV-AFS. 16 SNPs of interest were examined by TaqMan method. The modulators of Hg exposure were determined by bivariate statistical analysis and categorical regression analysis (CATREG). Results: The median Hg concentration in MatBl-Ery was 1.56 µg/kg (range 0.51-4.58 µg/kg) and in CordBl-Ery 2.05 µg/kg (range 1.03-6.93 µg/kg) respectively. The variant carriers of certain GSTP1-105 (rs1659) and ABCC2 (rs3740066) polymorphisms had higher Ery-Hg concentrations compared to the carriers of the common allele. Variations in the ABCB1 gene (rs1045642, rs1128503, rs2032582) were significantly associated with lower Ery-Hg levels. Conclusion: The mean Hg body burden of our study participants was low. Furthermore, we found evidence that certain genotypes influence the Hg toxicokinetics in humans. : Das Schwermetall Quecksilber (Hg) ist ein weitverbreiteter Schadstoff. Da das Neurotoxin Hg die Fähigkeit hat, sowohl die Blut-Hirnschranke als auch die Plazenta zu passieren, kann es gerade während der Schwangerschaft zu Störungen in der neuronalen Entwicklung des Fötus kommen. Epidemiologische Studien, die auf den Seychellen, Färöer Inseln und Neuseeland durchgeführt wurden, zeigten widersprüchliche Ergebnisse über die Langzeitfolgen chronischer Quecksilberbelastungen. Diese Unstimmigkeiten können auf unterschiedliche Ernährung, den Lebensstil oder genetische Veranlagung zurückzuführen sein. Frühere Forschungsergebnisse legen nahe, dass bestimmte Polymorphismen in Genen, die in den Hg-Metabolismus involviert sind, die Hg-Belastungen modulieren können. Ziel dieser Studie war, die aktuelle Hg-Belastung im Ballungsraum Bratislava festzustellen. Weiters stellte sich die Frage inwiefern der genetische Hintergrund von Mutter und Kind einen Einfluss auf die jeweilige Hg-Belastung hat. Studiendesign: In der Ruzinov Klinik in Bratislava (Slowakei) wurden 100 schwangere Probandinnen rekrutiert. Einflussfaktoren auf den Hg-Gehalt wurden mittels Fragebogen erhoben. Der Hg-Gehalt wurde mittels CV-AFS in der Erythrozytenfraktion im Blut der Mutter (MATBL-Ery-Hg) bzw. im Nabelschnurblut des Kindes (NAB-Ery-Hg) bestimmt. Die Polymorphismen in ausgewählten Genen von Müttern und Kindern wurden mittels TaqMan-Methode genotypisiert. Die relevanten Einflussfaktoren (Lebensstil, Ernährung bzw. genetischer Hintergrund) der Hg-Gehalte in Müttern und Kindern wurden mittels bivariater statischer Analyse und kategorialer Regression ermittelt. Ergebnisse: Die Untersuchungen ergaben einen Median der Hg-Konzentration im maternalen Blut von 1.56 µg/kg (0.51-4.58 µg/kg) bzw. von 2.05 µg/kg im Nabelschnurblut (1.03-6.93µg/kg). Weiters zeigte sich, dass Träger/innen bestimmter Varianzallele [z.B. GSTP1-105 (rs1659) und ABCC2 (rs3740066)] höhere Hg-Werte im Blut haben verglichen zum Wildtyp. Bestimmte Sequenzvariationen im ABCB1 Gen (rs1045642, rs1128503, rs2032582) hingegen waren mit niedrigeren Hg-Werten im Blut assoziert. Conclusio: Die durchschnittliche Hg-Belastung der hier untersuchten Probanden ist nicht besorgniserregend. Desweiteren konnte ein Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein bestimmter Single Nukleotid Polymorphismen (SNPs) und der Hg-Belastung im menschlichen Organismus aufgezeigt werden.