Laurie G. Hudson, Doctora en Filosofía
Debra MacKenzie, doctora
Dra. Esther Erdei
David Begay
Erica Dashner-Titus, PhD
Al asociarse con las comunidades nativas americanas, el Evaluación de exposición y toxicidad de metales de UNM en tierras tribales en el suroeste (UNM METALS) ha obtenido evidencia de exposiciones a nivel comunitario y riesgos para la salud asociados con más de 1100 sitios de desechos de minas de uranio abandonadas (AUM) en sus tierras tribales. Los resultados del biomonitoreo confirman que los miembros de la comunidad están expuestos al uranio y otros metales más allá de las normas nacionales, lo que genera preocupaciones en la comunidad sobre el impacto potencial en la salud.
Este proyecto aborda las preocupaciones de la comunidad nativa americana sobre los efectos en la salud asociados con la exposición al uranio y los metales concurrentes que se encuentran en los sitios de desechos de minería de uranio heredados. Nuestros estudios investigarán las consecuencias biológicas de la exposición a metales mixtos en las comunidades afectadas. Utilizaremos el biomonitoreo para evaluar las exposiciones actuales a metales y metaloides mixtos. Con base en los hallazgos preliminares y el trabajo publicado, probaremos la hipótesis de que la exposición a las mezclas únicas de metales ambientales asociados con las minas de uranio abandonadas promueve el estrés oxidativo y las respuestas inflamatorias, procesos conocidos por promover la desregulación inmunológica y el desarrollo de numerosas enfermedades crónicas. Los estudios complementarios en modelos experimentales están diseñados para identificar los mecanismos de toxicidad que pueden ser objeto de futuras intervenciones basadas en la población.
Este proyecto responde a las preocupaciones de la comunidad y se espera que los resultados 1) brinden información sobre las consecuencias biológicas de los metales tóxicos poco estudiados identificados en muestras ambientales y elevados en bioespecímenes de la comunidad, 2) amplíen el conocimiento mecánico del impacto de metales específicos y mezclas de metales así como la base para las interacciones de metales en las células inmunitarias humanas, y 3) probar experimentalmente el potencial de las intervenciones basadas en mecanismos para conferir protección contra la exposición ambiental a metales. Nuestro objetivo final es aprovechar la ciencia mecanicista hacia el desarrollo de ensayos clínicos de intervención para mitigar los riesgos para la salud de las exposiciones continuas a los metales.
Adrián Brearley, PhD
Dra. Eliane El Hayek
José Cerrato, PhD
José Galewsky, doctorado
Muchas comunidades de nativos americanos en el suroeste de los EE. UU. viven muy cerca de numerosas minas de uranio abandonadas (AUM, por sus siglas en inglés) que estuvieron activas entre las décadas de 1950 y 1980. Estas comunidades están revitalizando las actividades agrícolas en tierras adyacentes a los sitios mineros abandonados que pueden haber sido contaminados por el polvo arrastrado por el viento durante las actividades mineras activas y posteriores. Dos preocupaciones importantes de estas comunidades tribales son: i) la posible exposición a partículas que contienen metales transportadas por el viento y respirables (PM2.5); y ii) si los cultivos agrícolas cultivados en tierras tribales adyacentes a los AUM podrían representar una posible vía de exposición perjudicial para la salud humana. Los sitios mineros de uranio (U) heredados en regiones semiáridas están sujetos a fuertes procesos eólicos (relacionados con el viento), que influyen en la dispersión del polvo mineral que contiene U, lo que genera preocupación por la exposición humana al polvo tóxico que tiene posibles impactos negativos para la salud. Comprender la biodisponibilidad y bioaccesibilidad del U y los metales tóxicos concurrentes en PM2.5, especialmente las nanopartículas en los polvos minerales fugitivos que surgen de los sitios mineros heredados, es importante para identificar los riesgos para la salud de las comunidades afectadas.
El enfoque del proyecto ESE PM sobre los riesgos ambientales de la exposición a nanopartículas se deriva de nuestros resultados preliminares que muestran que las nanopartículas portadoras de U no reconocidas previamente están presentes en una gama de diferentes materiales naturales relacionados con AUM. Nuestra estrategia de investigación desarrollará una comprensión de: a) el origen, la abundancia y las características fisicoquímicas de las formas de nanopartículas de U y metales concurrentes en desechos mineros, suelos y polvo arrastrado por el viento en tierras tribales; b) su transporte y redistribución por suspensión arrastrada por el viento presentando exposiciones por inhalación, así como contaminación de tierras agrícolas y cultivos; 3) la relación entre el contenido de metales del suelo agrícola y la absorción en los cultivos agrícolas que son una posible vía de exposición por ingestión; y 4) los mecanismos de absorción de estos metales tóxicos en los cultivos agrícolas a través de los sistemas de raíces y hojas.
Este proyecto proporcionará datos para abordar las preocupaciones de las comunidades tribales con respecto a las posibles vías de exposición de PM (partículas) suspendidas que surgen de los sitios mineros heredados. Nuestros hallazgos probarán la hipótesis de que el transporte de PM2.5 por el viento que se origina en los AUM representa un escenario de riesgo de exposición único para los humanos a través de la inhalación y la ingestión, en función de las complejas características fisicoquímicas de las mezclas de metales contenidas en el PM. Nuestros resultados establecerán hasta qué punto las complejas mezclas de metales en el PM transportado por el aire que se liberan de los sitios AUM representan un peligro para la salud y abordarán con mayor precisión las estrategias de reducción de riesgos para estas poblaciones vulnerables que viven cerca de los AUM. Esta información ayudará a mitigar la exposición humana a las mezclas de metales resultantes de la inhalación de polvo arrastrado por el viento y el consumo de cultivos en tierras agrícolas que pueden haber sido contaminadas por polvo fugitivo de los sitios mineros tanto durante su fase activa de minería como en la actualidad.
Eliseo F. Castillo, PhD, División de Gastroenterología y Hepatología, Departamento de Medicina Interna, UNM HSC
Julie G. In, PhD, División de Gastroenterología y Hepatología, Departamento de Medicina Interna, UNM HSC
Las minas de uranio abandonadas (AUM, por sus siglas en inglés) se concentran en el suroeste de los Estados Unidos, muchas de ellas en tierras tribales. Las comunidades nativas americanas que rodean los AUM han expresado su preocupación de que las exposiciones al uranio (U) y al arsénico (As) que surgen de los sitios AUM han aumentado la prevalencia de enfermedades crónicas y sistémicas, incluida la disfunción inmunológica y el cáncer. Nuestra investigación anterior sobre la exposición ambiental a metales se centró en los efectos cardiovasculares y pulmonares; sin embargo, al darnos cuenta de que la ingesta por inhalación contribuye en gran medida a la exposición intestinal a través de la ingestión de moco contaminado, estamos interesados en la salud gastrointestinal (GI). Además, el tracto gastrointestinal también está fácilmente expuesto a metales ambientales a través de fuentes de agua y alimentos contaminados. Por lo tanto, el objetivo final de estos estudios es abordar las preocupaciones de la comunidad con respecto a la exposición a metales mixtos de los desechos de AUM y otras minas de metales duros que conducen a posibles cambios inmunológicos y enfermedades que se originan en el tracto gastrointestinal.
Los investigadores de BP Gut son expertos en biología e inmunología intestinal y tienen la intención de determinar cómo estos metales ambientales afectan tres aspectos del intestino. Existe una interacción tripartita que involucra a la microbiota (microorganismos que viven en nuestro intestino), el sistema inmunológico y el epitelio intestinal que mantiene el equilibrio entre la homeostasis intestinal y la inflamación. La disfunción en uno de estos componentes puede tener efectos profundos en los otros dos sistemas, así como en la salud sistémica. Por lo tanto, utilizaremos modelos animales y organoides intestinales humanos para descifrar cómo la exposición intestinal a contaminantes ambientales altera la salud gastrointestinal.
La exposición crónica a mezclas de metales de desechos AUM se ha relacionado con un mayor riesgo de enfermedades como hipertensión, diabetes, autoinmunidad y enfermedad renal en estudios con adultos. Esto afecta de manera desproporcionada a las comunidades nativas americanas en el suroeste de los Estados Unidos. Nuestro trabajo proporcionará conocimientos fundamentales sobre el mecanismo de la inmunotoxicidad potencial de U y As en la fisiología gastrointestinal y la fisiopatología de la enfermedad.
Alicia Bolt, Doctora en Filosofía
Sarah Blossom, Doctora en Filosofía
Katherine Zychowski, Doctora en Filosofía
La inhalación del polvo del sitio de la mina es una ruta potencial de exposición humana a las mezclas de metales que plantea un problema de salud significativo para las comunidades tribales que viven cerca de los sitios abandonados de minas de uranio y roca dura en la región de las cuatro esquinas del suroeste de los Estados Unidos. La inflamación pulmonar persistente se asocia con múltiples trastornos inflamatorios inmunomediados, incluida la enfermedad autoinmune. Sin embargo, se desconoce la contribución y el alcance de las partículas metálicas inhaladas derivadas de la mina a la desregulación inmunitaria y al desarrollo de autoinmunidad.
Una hipótesis de este proyecto es que el polvo de la mina que contiene partículas metálicas provoca la desregulación y autoinmunidad pulmonar y sistémica a través de la hiperactivación de los neutrófilos. Nuestros estudios iniciales, utilizando ratones propensos a la autoinmunidad, sugieren que la exposición por inhalación al polvo del sitio de la mina conduce a la hiperactivación de los neutrófilos, lo que resulta en la formación de trampas extracelulares de neutrófilos (NETosis), que es un importante impulsor de la inflamación pulmonar. Usando modelos avanzados de células y ratones, así como estudios de salud en poblaciones expuestas, nuestro equipo de investigación está investigando el papel de los neutrófilos activados y la NETosis en el desarrollo de la desregulación inmunitaria sistémica y pulmonar después de la exposición al polvo en el sitio de la mina.
La información obtenida de este proyecto proporcionará una nueva visión de los riesgos potenciales asociados con la exposición a metales en el aire y su papel en la modulación inmune y la enfermedad mediada por metales.
Dra. Anjali Mulchandani
Jennifer Rudgers, PhD
Dra. Eliane El Hayek
José Cerrato, PhD
Estudios previos del Centro de Investigación Superfund METALS de la UNM informan la coexistencia de mezclas de uranio (U), arsénico (As) y vanadio (V) en aguas y suelos en sitios afectados por legados mineros en nuestras comunidades asociadas en el Pueblo de Nación Laguna y Navajo. La carga de las actividades mineras ha afectado a varios sitios Superfund en los EE. UU., provocando exposiciones multigeneracionales a metales en nuestras comunidades asociadas. Varios sitios afectados por el legado minero en los EE. UU. no han sido recuperados o remediados adecuadamente.
La investigación propuesta contribuirá con conocimientos mecanicistas novedosos que permitirán el desarrollo de biorreactores catalizados por la simbiosis planta-hongo junto con la absorción y la precipitación utilizando minerales naturales para la biorremediación sostenible de mezclas de metales. Los minerales de calcio son naturalmente abundantes en nuestras comunidades asociadas, y tenemos la intención de evaluar más a fondo cómo estos minerales reaccionan con el fosfato para inmovilizar el uranio y el arsénico. También utilizaremos aislados de hongos obtenidos de sitios ubicados en nuestras comunidades asociadas para identificar gradientes de tensión de temperatura relevantes, química del agua y otras condiciones ambientales en el suroeste de los EE. UU. que influyen en la absorción de mezclas de metales por simbiosis entre plantas y hongos. Diseñaremos biorreactores para identificar las condiciones ambientales que mejor promuevan la absorción de metales, la adsorción de minerales y la precipitación química por parte de los hongos asociados a las plantas, informando las predicciones sobre el potencial de biorremediación inducido por el cambio climático futuro.
Este proyecto desarrollará tecnologías novedosas para la biorremediación mediante el aprovechamiento de simbiosis entre plantas y hongos para inmovilizar mezclas de metales a través de la absorción y precipitación de minerales. Se ha informado la coexistencia de mezclas de uranio (U), arsénico (As) y vanadio (V) en aguas y suelos en depósitos geológicos naturales y sitios Superfund afectados por legados mineros. Sin embargo, pocos estudios examinan la reactividad de las mezclas de metales en condiciones ambientales relevantes. La integración de procesos fisicoquímicos y biológicos brinda oportunidades invaluables para obtener nuevos conocimientos esenciales para la evaluación de riesgos y el avance de nuevas tecnologías de biorremediación.