Karen Wetterhahn și misterul genetic al otrăvirii cu mercur

Într-o zi din august 1996, Karen Wetterhahn (1948 – 1997), profesor de chimie la Dartmouth College din Hanover, efectua un experiment de rutină în laborator. Studia efectele metalelor grele asupra sistemelor biologice, un domeniu în care făcuse pionierat timp de decenii. Însă un singur accident – câteva picături dintr-un compus letal care i-au stropit mâna acoperită cu o mănușă cu latex – avea să catalizeze o schimbare semnificativă în protocoalele de siguranță ale laboratoarelor din întreaga lume. Moartea tragică a lui Wetterhahn, zece luni mai târziu, cauzată de o intoxicație acută cu dimetilmercur (un compus mercuric foarte toxic), rămâne o lecție importantă despre diferențele dintre cunoștințele științifice și măsurile de siguranță din lumea reală.

Karen Elizabeth Wetterhahn s-a născut la 16 octombrie 1948, în Plattsburgh, New York, și a manifestat o fascinație timpurie pentru chimie. A absolvit Lawrence University în 1970 și a obținut un doctorat în chimie anorganică la Columbia University în 1975. În 1976, s-a alăturat echipei Dartmouth, depășind barierele ca una dintre primele femei din departamentul de chimie al colegiului.

• Puțini îi știu numele, dar invenția ei a schimbat viața a milioane de femei. Josephine Cochrane…
• Privighetoarea care a uimit lumea întreagă. S-a născut dintr-o mamă alcoolică, a cucerit Mapamondul şi a…

Cercetările lui Wetterhahn s-au axat pe modul în care metalele grele precum cromul și mercurul interacționează cu ADN-ul, lucrări care au poziționat-o în fruntea toxicologiei mediului. A fost co-fondatoare a programului de cercetare Superfund de la Dartmouth, obținând fonduri federale pentru a studia curățarea deșeurilor periculoase.

În 1996, Wetterhahn a început să studieze modul în care ionii de mercur se leagă de proteinele de reparare a ADN-ului. Utilizarea dimetilmercurului, fiind foarte toxic, necesita o precauție extremă. La 14 august, în timp ce transfera o mostră mică sub o hotă de fum, o picătură s-a scurs din pipetă pe mâna ei, de altfel protejată de mănușă. A urmat imediat protocoalele de siguranță: a curățat scurgerea, a îndepărtat echipamentul contaminat și a raportat incidentul. La momentul respectiv, dimetilmercurul era clasificat având un risc „moderat”, iar mănușile din latex erau considerate o protecție suficientă.

Trei luni mai târziu, Wetterhahn a suferit o pierdere bruscă în greutate, dificultăți de vorbire și pierderea echilibrului, astfel că în ianuarie 1997, a fost spitalizată. Testele au relevat niveluri de mercur în sânge de 4 000 micrograme pe litru, de 80 de ori mai mari decât pragul toxic. Deteriorarea neurologică a fost rapidă. „A trecut de la drumeții în Munții Albi la necesitatea unui scaun cu rotile în câteva săptămâni”, declara Dr. Michael Blayney, responsabilul cu siguranța din Dartmouth.

Cazul lui Wetterhahn i-a nedumerit pe toxicologi. Cum a putut o expunere de scurtă durată să provoace daune atât de catastrofale? Dartmouth a apelat la CDC (The Centers for Disease Control and Prevention) și la experți în toxicologie, care au descoperit proprietățile unice ale dimetilmercurului: penetrează latexul în câteva secunde, se absoarbe prin piele și țintește cerebelul creierului. Un studiu ulterior al Journal of the American Medical Association, coautor al echipei medicale a lui Wetterhahn, a arătat că doar 0,1 mililitri de dimetilmercur – câteva picături – pot fi fatale.

Descoperirile au trimis unde de șoc în comunitatea științifică. „Am crezut că am înțeles riscurile mercurului, dar moartea lui Karen a demonstrat cât de mult ne-am înșelat”, a declarat Dr. Thomas Clarkson, expert în mercur la Universitatea din Rochester. Peste noapte, laboratoarele din întreaga lume au înlocuit mănușile din latex cu mănuși laminate și au adoptat scuturi faciale complete pentru manipularea agenților toxici. Administrația pentru Sănătate și Securitate Ocupațională (OSHA) și-a revizuit orientările, impunând o formare riguroasă pentru utilizarea substanțelor chimice periculoase.

Moartea lui Wetterhahn la 8 iunie 1997, la vârsta de 48 de ani, a provocat schimbări durabile. Dartmouth a instituit Premiul Memorial Karen E. Wetterhahn pentru tinerii oameni de știință remarcabili, în timp ce Institutul Național de Științe ale Sănătății Mediului (NIEHS) a numit un lectorat în onoarea ei. Munca sa a influențat, de asemenea, Convenția Minamata din 2013, un tratat global de eliminare treptată a utilizării mercurului.

Cazul lui Wetterhahn este un element de bază în programele de toxicologie, subliniind importanța de a pune la îndoială normele de siguranță stabilite. Karen, spun cecetătorii, „a murit pentru că am crezut că știm totul despre mercur. Adevărul este că știința progresează doar atunci când recunoaștem cât de puțin știm”.

Cercetările recente au identificat mai multe gene asociate cu capacitatea organismului de a metaboliza, detoxifica sau elimina metalele grele. Printre cele mai studiate sunt: MT1A (Metalotioneină 1A) – proteina metalotioneină, sintetizată de această genă, se leagă de metale precum mercurul și cadmiul, ajutând la neutralizarea lor.

GSTP1 (Glutation-S-Transferază P1)

O enzimă care joacă un rol cheie în detoxificarea mercurului prin intermediul glutationului, un antioxidant natural. Polimorfismul GSTP1 Ile105Val a fost corelat cu o capacitate redusă de a elimina mercurul, conform unei analize din Toxicological Sciences (2021). ALAD (Aminolevulinic Acid Dehydratase) – în cazul plumbului, genele ALAD influențează acumularea metalului în oase și rinichi. Persoanele cu varianta ALAD2 rețin mai mult plumb, crescând riscul de neurotoxicitate, potrivit unei cercetări de la Universitatea Harvard (2022).

Wetterhahn a fost pionieră în studiul interacțiunii dintre metale și ADN, publicând lucrări despre modul în care ionii de crom VI provoacă mutații. Specialiștii cred că ar fi integrat rapid genetică în cercetările sale, explorând: cum variațiile genetice modifică legarea mercurului la proteinele de reparație a ADN-ului – un subiect central în lucrările ei din anii ’90. Rolul epigeneticii (modificări ale expresiei genice cauzate de mediu) în amplificarea efectelor metalelor. De exemplu, expunerea la mercur poate „dezactiva” genele care produc enzime detoxifiante, conform unui studiu din Nature Communications (2023).

Descoperirile despre genetică și metale grele au consecințe profunde: în medicina personalizată (testele genetice ar putea identifica persoanele cu risc crescut de toxicitate, permițând intervenții preventive (ex: angajații din industria chimică cu variații GSTP1 ar primi echipament de protecție sporită). Asupra reglementărilor adaptate (normele de siguranță ar putea deveni mai stricte pentru grupuri vulnerabile. Deja, Uniunea Europeană discută incluziunea factorilor genetici în evaluările de risc pentru substanțe ca mercurul, conform unui raport al Agenției Europene pentru Chimicale din 2023). Și în curățarea mediului (cercetătorii de la MIT testează bacterii modificate genetic pentru a elimina mercurul din soluri poluate – o aplicație care ar fi captivat imaginația lui Wetterhahn).

Dar în ciuda progreselor, știința abia zgârie suprafața. Doar 15% dintre polimorfismele cunoscute legate de metale grele au fost studiate în profunzime. Interacțiunile între gene (efecte epistatice) sunt în mare parte necunoscute. Populațiile sub-reprezentate (ex: comunități indigene expuse la mercur prin minerit) rămân excluse din majoritatea studiilor genetice.

Așa cum Wetterhahn a demonstrat cu prețul vieții sale, riscurile ascunse ale substanțelor „cunoscute” pot fi cele mai mortale. În era genomică, moștenirea ei ne amintește că a înțelege toxicitatea înseamnă a înțelege nu doar chimia, ci și diferențele umane.

Surse:

https://www.science.org/content/article/mercury-poisoning-kills-lab-chemist

https://cen.acs.org/safety/lab-safety/25-years-Karen-Wetterhahn-died-dimethylmercury-poisoning/100/i21

https://www.chemistryworld.com/opinion/the-dangers-of-dimethylmercury-/3010064.article

Vă mai recomandăm să citiți și:

Mister vechi de un secol despre o zonă bizară din Atlanticul de Nord, rezolvat de cercetători

Misterul dispariției mayașilor, mai complicat decât s-a crezut. Ce au descoperit acum cercetătorii?

Peste 200 de figurine egiptene „excepționale” au rezolvat un vechi mister

Mister vechi de un secol al razelor cosmice, aproape de a fi rezolvat