Efectos nocivos del herbicida glifosato

La enfermedad renal crónica de etiología incierta (CKDu) se ha convertido en un grave problema de salud pública en las comunidades agrícolas de todo el mundo, especialmente en Sri Lanka, donde entre el 5% y el 20% de la población adulta se ve afectada por la enfermedad en las regiones endémicas de CKDu. Se plantea la hipótesis de que la contaminación del agua potable por glifosato en combinación con la dureza del agua y los oligoelementos concurrentes contribuyen a la ERCDu en Sri Lanka. Sin embargo, hasta la fecha ningún estudio ha examinado exhaustivamente esta hipótesis. Aquí, llevamos a cabo un gran estudio de campo para medir y comparar la carga química del agua potable en áreas endémicas de CKDu con áreas no endémicas de CKDu en las zonas rurales de Sri Lanka. Las medidas químicas de la calidad del agua incluyeron glifosato, dureza del agua y oligoelementos, incluido el fluoruro. Se detectó glifosato en el 44% de los pozos endémicos y en el 8% de los no endémicos. Se detectó fluoruro en el 99% de los pozos endémicos y en el 80% de los no endémicos. La regresión logística reveló que la presencia de niveles elevados de glifosato, fluoruro, dureza y vanadio en los pozos se asoció positivamente con la prevalencia de ERCDu. La coexistencia de glifosato y la alta dureza indican una posible complejación del glifosato en pozos de áreas endémicas de CKDu. En conjunto, nuestro trabajo representa la primera evaluación definitiva de la presencia de glifosato en regiones con alta dureza del agua y fluoruro geogénico y demuestra una fuerte correlación con la incidencia de CKDu.

Chronic kidney disease of uncertain etiology (CKDu) has emerged as a serious public health concern in farming communities globally, especially in Sri Lanka with 5%–20% of the adult population affected by the disease in CKDu-endemic regions. It is hypothesized that drinking water contamination of glyphosate in combination with water hardness and co-occurring trace elements contribute to CKDu in Sri Lanka. However, no studies to date have comprehensively examined this hypothesis. Here, we conducted a large field study to measure and compare drinking water chemical burden in CKDu-endemic areas with CKDu-nonendemic areas in rural Sri Lanka. Chemical measures of water quality included glyphosate, water hardness, and trace elements, including fluoride. Glyphosate was detected in 44% of endemic wells and 8% of nonendemic wells. Fluoride was detected in 99% of endemic wells and 80% of nonendemic wells. Logistic regression revealed that the presence of elevated glyphosate, fluoride, hardness, and vanadium in wells was positively associated with CKDu prevalence. The co-occurrence of glyphosate and high hardness indicate potential complexation of glyphosate in wells from CKDu-endemic areas. Collectively, our work represents the first definitive assessment of glyphosate presence in regions with geogenic high water hardness and fluoride and demonstrates a strong correlation with CKDu incidence.

El glifosato es el herbicida más utilizado con un aumento anual en la aplicación global. Estudios recientes informan residuos de glifosato de diversos hábitats a nivel mundial donde el efecto en las plantas no objetivo aún no se ha explorado. El glifosato interrumpe la vía del shikimato que es la base de varios metabolitos de las plantas. El papel central de las fitohormonas en la regulación del crecimiento de las plantas y las respuestas al medio ambiente abiótico y biótico ha sido ignorado en estudios que examinan los efectos de los residuos de glifosato en el rendimiento de las plantas y las interacciones tróficas. Estudiamos los efectos interactivos de los residuos de herbicidas a base de glifosato (GBH) y fertilizantes fosfatados en el suelo sobre el contenido de las principales fitohormonas, sus precursores y metabolitos, así como sobre el rendimiento de las plantas y el daño herbívoro, en tres especies de plantas, avena (Avena sativa), papa (Solanum tuberosum) y fresa (Fragaria x ananassa) ). Las respuestas hormonales de las plantas a los residuos de GBH fueron altamente específicas de la especie. La papa respondió al tratamiento del suelo con GBH con un aumento en el ácido abscísico de fitohormonas relacionadas con el estrés (ABA), el ácido indol-3-acético (IAA) y el ácido jasmónico (JA), pero una disminución en los ribósidos de citoquinina (CK) y los glucósidos de citoquinina-O. Los residuos de GBH en combinación con fosfato en el suelo aumentaron la biomasa sobre el suelo de las plantas de papa y la concentración del ácido fenilacético de auxina (PAA), pero disminuyeron el ácido fefálico y los ribósidos de citoquinina (CKR) y los O-glucósidos. Los compuestos derivados del corismato [IAA, PAA y ácido benzoico (BzA)], así como el daño herbívoro disminuyeron en la avena, cuando crecieron en suelos tratados con GBH, pero las concentraciones de citoquinina dihidrozeeatína (DZ) y CKR aumentaron. En las plantas de fresa, el tratamiento con fosfato se asoció con una elevación de la auxina (IAA) y la trans-zeatina CK (tZ), mientras que la disminución de las concentraciones de la auxina PAA y CK DZ se observó en el caso del tratamiento con GBH. Nuestros resultados demuestran que los residuos de herbicidas ubicuos tienen consecuencias multifacéticas al modular el equilibrio hormonal de las plantas, lo que puede tener efectos en cascada sobre las interacciones tróficas.

Glyphosate is the most widely used herbicide with a yearly increase in global application. Recent studies report glyphosate residues from diverse habitats globally where the effect on non-target plants are still to be explored. Glyphosate disrupts the shikimate pathway which is the basis for several plant metabolites. The central role of phytohormones in regulating plant growth and responses to abiotic and biotic environment has been ignored in studies examining the effects of glyphosate residues on plant performance and trophic interactions. We studied interactive effects of glyphosate-based herbicide (GBH) residues and phosphate fertilizer in soil on the content of main phytohormones, their precursors and metabolites, as well as on plant performance and herbivore damage, in three plant species, oat (Avena sativa), potato (Solanum tuberosum), and strawberry (Fragaria x ananassa). Plant hormonal responses to GBH residues were highly species-specific. Potato responded to GBH soil treatment with an increase in stress-related phytohormones abscisic acid (ABA), indole-3-acetic acid (IAA), and jasmonic acid (JA) but a decrease in cytokinin (CK) ribosides and cytokinin-O-glycosides. GBH residues in combination with phosphate in soil increased aboveground biomass of potato plants and the concentration of the auxin phenylacetic acid (PAA) but decreased phaseic acid and cytokinin ribosides (CKR) and O-glycosides. Chorismate-derived compounds [IAA, PAA and benzoic acid (BzA)] as well as herbivore damage decreased in oat, when growing in GBH-treated soil but concentrations of the cytokinin dihydrozeatin (DZ) and CKR increased. In strawberry plants, phosphate treatment was associated with an elevation of auxin (IAA) and the CK trans-zeatin (tZ), while decreasing concentrations of the auxin PAA and CK DZ was observed in the case of GBH treatment. Our results demonstrate that ubiquitous herbicide residues have multifaceted consequences by modulating the hormonal equilibrium of plants, which can have cascading effects on trophic interactions.

Francia es el primer país consumidor de plaguicidas de Europa. El glifosato es el plaguicida más utilizado en todo el mundo y el glifosato se detecta en la población general de los países industrializados, con niveles más altos que se encuentran en agricultores y niños. Se disponía de pocos datos sobre la exposición en Francia. Nuestro objetivo fue determinar los niveles de glifosato en la población general francesa y buscar una asociación con las estaciones, las características biológicas, el estado de estilo de vida, los hábitos dietéticos y la exposición ocupacional. Este estudio incluye 6848 participantes reclutados entre 2018 y 2020. Los datos asociados incluyen edad, sexo, ubicación, estado de empleo e información dietética. El glifosato fue cuantificado por un solo laboratorio en muestras de orina de primer vacío utilizando ELISA. Nuestros resultados apoyan una contaminación general de la población francesa, con glifosato cuantificable en el 99,8% de las muestras de orina con una media de 1,19 ng/ml + / - 0,84 después del ajuste al índice de masa corporal (IMC). Confirmamos niveles más altos de glifosato en hombres y niños. Nuestros resultados respaldan la contaminación por glifosato a través de la ingesta de alimentos y agua, ya que los niveles más bajos de glifosato se asocian con la ingesta dominante de alimentos orgánicos y el agua filtrada. Se confirma una mayor exposición ocupacional en agricultores y agricultores que trabajan en entornos vitivinícolas. Por lo tanto, nuestros resultados actuales muestran una contaminación general de la población francesa con glifosato, y contribuyen aún más a la descripción de una contaminación generalizada en los países industrializados.

France is the frst pesticide-consuming country in Europe. Glyphosate is the most used pesticide worldwide and glyphosate is detected in the general population of industrialized countries, with higher levels found in farmers and children. Little data was available concerning exposure in France. Our objective was to determine glyphosate levels in the French general population and to search for an association with seasons, biological features, lifestyle status, dietary habits, and occupational exposure. This study includes 6848 participants recruited between 2018 and 2020. Associated data include age, gender, location, employment status, and dietary information. Glyphosate was quantifed by a single laboratory in frst-void urine samples using ELISA. Our results support a general contamination of the French population, with glyphosate quantifable in 99.8% of urine samples with a mean of 1.19 ng/ml+/−0.84 after adjustment to body mass index (BMI). We confrm higher glyphosate levels in men and children. Our results support glyphosate contamination through food and water intake, as lower glyphosate levels are associated with dominant organic food intake and fltered water. Higher occupational exposure is confrmed in farmers and farmers working in wine-growing environment. Thus, our present results show a general contamination of the French population with glyphosate, and further contribute to the description of a widespread contamination in industrialized countries.

La barrera hematoencefálica (BTB) crea un nicho privilegiado indispensable para la espermatogénesis. Se ha informado que el glifosato (GLY), el herbicida más utilizado en todo el mundo, disminuye la calidad del esperma. Sin embargo, queda por dilucidar si GLY destruye el BTB para afectar la calidad del esperma y cómo lo hace. Aquí, este estudio fue diseñado para investigar la influencia de GLY en los experimentos BTB in vivo e in vitro. Los resultados mostraron que las ratas macho expuestas a GLY durante 4 meses exhibieron una disminución en la calidad y cantidad de esperma, acompañada de interrupción de la integridad de BTB y estrés oxidativo testicular. Además, las especies reactivas de oxígeno (ROS) inducidas por GLY contribuyeron a la regulación a la baja de las proteínas relacionadas con BTB en las células primarias de Sertoli (SC). Curiosamente, identificamos una marcada regulación al alza del gen NOX1 relacionado con el estrés oxidativo en los testículos expuestos a GLY basándonos en el análisis del transcriptoma. El derribo de NOX1 bloqueó el estrés oxidativo inducido por GLY, así como evitó la disminución de proteínas relacionadas con BTB en scs. Además, el receptor de estrógeno (ER)-α fue significativamente regulado al alza en modelos in vivo e in vitro. Un inhibidor de ER-α disminuyó los niveles de expresión tanto de ER-α como de NOX1. Mecánicamente, GLY interactuó directamente con ER-α en el sitio de Pro39 y Lys401 para promover la activación de ER-α, lo que aumentó la expresión de NOX1 para desencadenar la acumulación de ROS. En conjunto, estos resultados demuestran que la exposición a GLY a largo plazo afecta negativamente a la integridad de BTB, lo que interrumpe la espermatogénesis a través de la activación del eje ER-α/NOX1. Este estudio presenta una mejor comprensión del riesgo de exposición a largo plazo a GLY a la fertilidad masculina.

Blood-testis barrier (BTB) creates a privileged niche indispensable for spermatogenesis. Glyphosate (GLY), the most commonly used herbicide worldwide, has been reported to decrease sperm quality. However, whether and how GLY destroys the BTB to affect sperm quality remains to be elucidated. Herein, this study was designed to investigate the influence of GLY on the BTB in vivo and in vitro experiments. The results showed that male rats exposed to GLY for 4 months exhibited a decrease in sperm quality and quantity, accompanied by BTB integrity disruption and testicular oxidative stress. Additionally, GLY-induced reactive oxygen species (ROS) contributed to the downregulation of BTB-related proteins in primary Sertoli cells (SCs). Intriguingly, we identified a marked upregulation of oxidative stress-related gene NOX1 in GLY-exposed testis based on transcriptome analysis. NOX1 knockdown blocked the GLY-induced oxidative stress, as well as prevented BTB-related protein decrease in SCs. Furthermore, the estrogen receptor (ER)-α was significantly upregulated in vivo and in vitro models. An ER-α inhibitor decreased the expression levels of both ER-α and NOX1. Mechanistically, GLY directly interacted with ER-α at the site of Pro39 and Lys401 to promote ER-α activation, which boosted NOX1 expression to trigger ROS accumulation. Collectively, these results demonstrate that long-term GLY exposure adversely affects BTB integrity, which disrupts spermatogenesis via activation of ER-α/NOX1 axis. This study presents a better understanding of the risk of long-term GLY exposure to male fertility.

La exposición humana a herbicidas a base de glifosato (GBH) está aumentando rápidamente en todo el mundo. La mayoría de los estudios existentes sobre los efectos del glifosato en la salud se han centrado en entornos ocupacionales y resultados del cáncer y pocos han examinado esta exposición común en relación con la salud de las mujeres embarazadas y los recién nacidos en la población general. Investigamos las asociaciones entre la exposición prenatal al glifosato y la duración de la gestación en el Estudio del Desarrollo Infantil y el Medio Ambiente (TIDES), una cohorte de embarazos multicéntricos de EE. UU. El glifosato y su producto de degradación primario [ácido aminometilfosfónico (AMPA)] se midieron en muestras de orina recolectadas durante el segundo trimestre de 163 mujeres embarazadas: 69 partos prematuros (<37 semanas) y 94 partos a término, estos últimos seleccionados al azar como un subconjunto de TIDES nacimientos a término. Examinamos la relación entre la exposición y la duración de la gestación utilizando modelos de regresión logística multivariable (resultado dicotómico; término versus prematuro) y con modelos de riesgos proporcionales de Cox ponderados de tiempo hasta el evento (edad gestacional en días). Realizamos estos análisis en la muestra general y, en segundo lugar, restringidos a mujeres con partos espontáneos (n = 90). Se detectaron glifosato y AMPA en la mayoría de las muestras de orina (> 94%). Una duración gestacional más corta se asoció con el glifosato materno (índice de riesgo (HR): 1,31, intervalo de confianza (IC) del 95%: 1,00–1,71) y AMPA (HR: 1,32, IC del 95%: 1,00–1,73) solo entre los partos espontáneos utilizando Modelos de riesgos proporcionales de Cox. En el análisis binario, el glifosato y el AMPA no se asociaron con el riesgo de parto prematuro (<37 semanas). Nuestros resultados indican una exposición generalizada al glifosato en la población general que puede afectar la salud reproductiva al acortar la duración de la gestación. Dada la creciente exposición a los GBH y la carga para la salud pública del parto prematuro, se necesitan estudios confirmatorios más amplios, especialmente en poblaciones vulnerables como mujeres embarazadas y recién nacidos.

Human exposure to glyphosate-based herbicides (GBH) is increasing rapidly worldwide. Most existing studies on health effects of glyphosate have focused on occupational settings and cancer outcomes and few have examined this common exposure in relation to the health of pregnant women and newborns in the general population. We investigated associations between prenatal glyphosate exposure and length of gestation in The Infant Development and the Environment Study (TIDES), a multi-center US pregnancy cohort. Glyphosate and its primary degradation product [aminomethylphosphonic acid (AMPA)] were measured in urine samples collected during the second trimester from 163 pregnant women: 69 preterm births (<37 weeks) and 94 term births, the latter randomly selected as a subset of TIDES term births. We examined the relationship between exposure and length of gestation using multivariable logistic regression models (dichotomous outcome; term versus preterm) and with weighted time-to-event Cox proportional hazards models (gestational age in days). We conducted these analyses in the overall sample and secondarily, restricted to women with spontaneous deliveries (n = 90). Glyphosate and AMPA were detected in most urine samples (>94 %). A shortened gestational length was associated with maternal glyphosate (hazard ratio (HR): 1.31, 95 % confidence interval (CI) 1.00–1.71) and AMPA (HR: 1.32, 95%CI: 1.00–1.73) only among spontaneous deliveries using adjusted Cox proportional hazards models. In binary analysis, glyphosate and AMPA were not associated with preterm birth risk (<37 weeks). Our results indicate widespread exposure to glyphosate in the general population which may impact reproductive health by shortening length of gestation. Given the increasing exposure to GBHs and the public health burden of preterm delivery, larger confirmatory studies are needed, especially in vulnerable populations such as pregnant women and newborns.

Existe una preocupación emergente con respecto a las propiedades antimicrobianas no intencionales y, a menudo, no reconocidas de los pesticidas "no antimicrobianos". Esto incluye insecticidas, herbicidas y fungicidas que se usan comúnmente en la agricultura y que se sabe que producen efectos fuera del objetivo de amplio alcance en la vida silvestre beneficiosa, incluso en exposiciones de dosis bajas aparentemente no tóxicas. En particular, estas oscuras interacciones adversas pueden estar relacionadas con el daño del microbioma asociado al huésped que se produce por los efectos antimicrobianos, en lugar de los presuntos efectos tóxicos de los pesticidas en el tejido del huésped. Aquí, revisamos críticamente la literatura sobre este tema en lo que respecta al microbioma de la rizosfera de las plantas de cultivo y el microbioma intestinal de los insectos polinizadores (es decir, las poblaciones manejadas de la abeja melífera occidental, Apis mellifera), ya que ambos son receptores frecuentes de exposición crónica a pesticidas. Se identifican vínculos claros entre el modo de acción de los pesticidas y las funcionalidades del microbioma específico del huésped en relación con los posibles riesgos antimicrobianos. Por ejemplo, las diferencias inherentes en el metabolismo del nitrógeno de los microbiomas asociados con las plantas y los insectos pueden dictar si los insecticidas a base de neonicotinoides finalmente ejercen actividades antimicrobianas o no. Se discuten varios otros escenarios dependientes del contexto. Además de los efectos directos (p. ej., la acción microbicida del compuesto original o la degradación de los metabolitos), los pesticidas pueden alterar indirectamente la trayectoria de la coevolución del microbioma huésped en las abejas melíferas a través de la modulación de los comportamientos sociales y el eje intestino-cerebro del insecto, posiblemente con consecuencias en simbiosis planta-polinizador también. En resumen, la evidencia actual sugiere: (1) se necesita una acción inmediata por parte de las autoridades reguladoras para modificar las evaluaciones de seguridad de los plaguicidas “no antimicrobianos”; y (2) que el desarrollo de sistemas de modelos de microbiomas sin huésped podría ser útil para detectar rápidamente pesticidas frente a catálogos microbianos funcionalmente distintos de interés.

There is emerging concern regarding the unintentional and often unrecognized antimicrobial properties of “non-antimicrobial” pesticides. This includes insecticides, herbicides, and fungicides commonly used in agriculture that are known to produce broad ranging, off-target effects on beneficial wildlife, even at seemingly non-toxic low dose exposures. Notably, these obscure adverse interactions may be related to host-associated microbiome damage occurring from antimicrobial effects, rather than the presumed toxic effects of pesticides on host tissue. Here, we critically review the literature on this topic as it pertains to the rhizosphere microbiome of crop plants and gut microbiome of pollinator insects (namely managed populations of the western honey bee, Apis mellifera), since both are frequent recipients of chronic pesticide exposure. Clear linkages between pesticide mode of action and host-specific microbiome functionalities are identified in relation to potential antimicrobial risks. For example, inherent differences in nitrogen metabolism of plant- and insect-associated microbiomes may dictate whether neonicotinoid-based insecticides ultimately exert antimicrobial activities or not. Several other context-dependent scenarios are discussed. In addition to direct effects (e.g., microbicidal action of the parent compound or breakdown metabolites), pesticides may indirectly alter the trajectory of host-microbiome coevolution in honey bees via modulation of social behaviours and the insect gut-brain axis - conceivably with consequences on plant-pollinator symbiosis as well. In summary, current evidence suggests: (1) immediate action is needed by regulatory authorities in amending safety assessments for “non-antimicrobial” pesticides; and (2) that the development of host-free microbiome model systems could be useful for rapidly screening pesticides against functionally distinct microbial catalogues of interest.

El glifosato (GBH) es un pesticida de consumo mundial y se utiliza en la formulación de Roundup®, uno de los herbicidas más comercializados en el mundo. La exposición materna a este herbicida puede promover cambios y adaptaciones en la descendencia; sin embargo, los efectos sobre el músculo esquelético son poco conocidos. En este sentido, el presente estudio buscó evaluar el efecto de la exposición a GBH sobre las características de los músculos sóleo (SOL) y extensor digitorum longus (EDL). Los ratones hembra preñados C57BL/6 se dividieron en dos grupos: control (CTL) que recibió agua y glifosato (GBH; n = 6) que recibió glifosato al 0,5 %. Los cachorros machos fueron designados de acuerdo al grupo al que pertenecían las madres, como CTL-F1 y GBH-F1 y luego sacrificados a los 150 días de edad. Hubo una reducción en el peso corporal y la longitud nasoanal de los animales expuestos a GBH, mientras que hubo un aumento en el peso de EDL, reducción en la proporción de fibras y número de núcleos, y un aumento en el tejido conectivo del SOL. Los animales expuestos a GBH presentaron valores más altos de las características corporales, principalmente ganancia de adiposidad, mientras que presentaron una reducción en las uniones neuromusculares (UNM), y un aumento de la fibrosis en el músculo SOL, mientras que hubo una reducción en el número de núcleos, y un aumento en el peso del músculo EDL. Estos hallazgos indican que el glifosato puede promover cambios en el crecimiento corporal de las crías, la deposición de panículas adiposas y sus efectos sobre el músculo pueden provocar cambios en la estructura y funcionamiento de este tejido.

Glyphosate (GBH) is a worldwide consumption pesticide and is used in the formulation of Roundup®, one of the most commercialized herbicides in the world. Maternal exposure to this herbicide can promote changes and adaptations in the offspring; however, the effects on skeletal muscle are poorly understood. In this sense, the present study sought to evaluate the effect of exposure to GBH on the characteristics of the soleus (SOL) and extensor digitorum longus (EDL) muscles. C57BL/6 pregnant female mice were divided into two groups: control (CTL) receiving water and glyphosate (GBH; n = 6) receiving 0.5% glyphosate. Male puppies were designated according to the group to which the mothers belonged, such as CTL-F1 and GBH-F1 and then euthanized at 150 days of age. There was a reduction in body weight and nasoanal length of animals exposed to GBH, while there was an increase in EDL weight, reduction in the proportion of fibers and number of nuclei, and an increase in the connective tissue of the SOL. The animals exposed to GBH presented higher values of body characteristics, mainly adiposity gain, while they presented a reduction in neuromuscular junctions (NMJ), and an increase in fibrosis in the SOL muscle, while there was a reduction in the number of nuclei, and an increase in the weight of the EDL muscle. These findings indicate that glyphosate can promote changes in the offspring's body growth, the deposition of adipose panicles and its effects on muscle can lead to changes in the structure and functioning of this tissue.

Fondo: El glifosato es el herbicida más utilizado en el mundo y se supone que tiene una variedad de efectos en la salud, incluida la alteración endocrina y un riesgo elevado de varios tipos de cáncer. Se ha demostrado que la metilación del ADN sanguíneo está asociada con muchas otras exposiciones ambientales, pero hasta la fecha, ningún estudio ha examinado la asociación entre la metilación del ADN sanguíneo y la exposición al glifosato. Objetivo: Realizamos un estudio de asociación de todo el epigenoma para identificar los loci de metilación del ADN asociados con el glifosato urinario y los niveles de ácido aminometilfosfónico (AMPA) de su metabolito. Los objetivos secundarios fueron determinar la asociación de la aceleración de la edad epigenética con glifosato y AMPA y desarrollar índices de metilación del ADN en sangre para predecir los niveles de glifosato y AMPA en la orina. Métodos: En 392 mujeres posmenopáusicas, se midió la metilación del ADN de los glóbulos blancos con la matriz Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip. El glifosato y el AMPA se midieron en dos muestras de orina por participante mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem. Las diferencias de metilación a nivel de sonda y regional asociadas con los niveles de glifosato y AMPA se evaluaron mediante un enfoque basado en remuestreo. Sondas y regiones que tenían una tasa de detección falsaq< 0.1q<0.1en≥ 90 %≥90%de 1000 submuestras de la población de estudio se consideraron diferencialmente metiladas. Los sitios diferencialmente metilados del análisis específico de la sonda se combinaron en un índice de metilación. Se examinaron la aceleración de la edad epigenética de tres relojes epigenéticos y una medida epigenética del ritmo de envejecimiento en busca de asociaciones con glifosato y AMPA. Resultados: Identificamos 24 sitios CpG cuyo nivel de metilación estaba asociado con la concentración de glifosato en orina y dos asociados con AMPA. Cuatro regiones, dentro de los promotores de los genes MSH4 , KCNA6 , ABAT y NDUFAF2 / ERCC8 , se asociaron con los niveles de glifosato, junto con una asociación entre la hipometilación del promotor ESR1 y AMPA. El índice de metilación predijo con precisión los niveles de glifosato en una cohorte de validación interna. AMPA, pero no glifosato, se asoció con una mayor aceleración de la edad epigenética. Discusión: La exposición al glifosato y AMPA se asoció con diferencias en la metilación del ADN que podrían promover el desarrollo de cáncer y otras enfermedades. Se justifican más estudios para replicar nuestros resultados, determinar el impacto funcional de la metilación del ADN diferencial asociada con el glifosato y AMPA, y explorar más a fondo si la metilación del ADN podría servir como biomarcador de la exposición al glifosato. https://doi.org/10.1289/EHP10174.

Background: Glyphosate is the most commonly used herbicide in the world and is purported to have a variety of health effects, including endocrine disruption and an elevated risk of several types of cancer. Blood DNA methylation has been shown to be associated with many other environmental exposures, but to our knowledge, no studies to date have examined the association between blood DNA methylation and glyphosate exposure. Objective: We conducted an epigenome-wide association study to identify DNA methylation loci associated with urinary glyphosate and its metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) levels. Secondary goals were to determine the association of epigenetic age acceleration with glyphosate and AMPA and develop blood DNA methylation indices to predict urinary glyphosate and AMPA levels. Methods: For 392 postmenopausal women, white blood cell DNA methylation was measured using the Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip array. Glyphosate and AMPA were measured in two urine samples per participant using liquid chromatography–tandem mass spectrometry. Methylation differences at the probe and regional level associated with glyphosate and AMPA levels were assessed using a resampling-based approach. Probes and regions that had an false discovery rate q<0.1q<0.1 in ≥90%≥90% of 1,000 subsamples of the study population were considered differentially methylated. Differentially methylated sites from the probe-specific analysis were combined into a methylation index. Epigenetic age acceleration from three epigenetic clocks and an epigenetic measure of pace of aging were examined for associations with glyphosate and AMPA. Results: We identified 24 CpG sites whose methylation level was associated with urinary glyphosate concentration and two associated with AMPA. Four regions, within the promoters of the MSH4, KCNA6, ABAT, and NDUFAF2/ERCC8 genes, were associated with glyphosate levels, along with an association between ESR1 promoter hypomethylation and AMPA. The methylation index accurately predicted glyphosate levels in an internal validation cohort. AMPA, but not glyphosate, was associated with greater epigenetic age acceleration. Discussion: Glyphosate and AMPA exposure were associated with DNA methylation differences that could promote the development of cancer and other diseases. Further studies are warranted to replicate our results, determine the functional impact of glyphosate- and AMPA-associated differential DNA methylation, and further explore whether DNA methylation could serve as a biomarker of glyphosate exposure. https://doi.org/10.1289/EHP10174

Fondo: Al igual que muchos otros animales, la abeja melífera Apis mellifera depende de una microbiota intestinal beneficiosa para la regulación de la homeostasis inmunitaria. Las abejas melíferas expuestas a agroquímicos, como el herbicida glifosato o antibióticos, generalmente presentan disbiosis y una mayor susceptibilidad a la infección bacteriana. Teniendo en cuenta la relevancia del eje microbiota-inmunidad para la salud del huésped, planteamos la hipótesis de que la exposición al glifosato podría afectar potencialmente a otros componentes de la fisiología de la abeja melífera, como el sistema inmunológico. Resultados: En este estudio, investigamos si el glifosato, además de afectar la microbiota intestinal, podría comprometer dos componentes de la inmunidad innata de las abejas melíferas: la expresión de genes que codifican péptidos antimicrobianos (inmunidad humoral) y la vía de melanización (inmunidad celular). También comparamos los efectos del glifosato en el sistema inmunológico de las abejas con los de la tilosina, un antibiótico comúnmente utilizado en la apicultura. Encontramos que tanto el glifosato como la tilosina redujeron la expresión de algunos péptidos antimicrobianos, como la apidaecina, la defensina y la himenoptaecina, en las abejas melíferas expuestas, pero solo el glifosato pudo inhibir la melanización en la hemolinfa de la abeja. Conclusiones: La exposición de las abejas melíferas al glifosato o la tilosina puede reducir la abundancia de bacterias intestinales beneficiosas y provocar una desregulación inmunológica.

Background: Similar to many other animals, the honey bee Apis mellifera relies on a beneficial gut microbiota for regulation of immune homeostasis. Honey bees exposed to agrochemicals, such as the herbicide glyphosate or antibiotics, usually exhibit dysbiosis and increased susceptibility to bacterial infection. Considering the relevance of the microbiota–immunity axis for host health, we hypothesized that glyphosate exposure could potentially affect other components of the honey bee physiology, such as the immune system. Results: In this study, we investigated whether glyphosate, besides affecting the gut microbiota, could compromise two components of honey bee innate immunity: the expression of genes encoding antimicrobial peptides (humoral immunity) and the melanization pathway (cellular immunity). We also compared the effects of glyphosate on the bee immune system with those of tylosin, an antibiotic commonly used in beekeeping. We found that both glyphosate and tylosin decreased the expression of some antimicrobial peptides, such as apidaecin, defensin and hymenoptaecin, in exposed honey bees, but only glyphosate was able to inhibit melanization in the bee hemolymph. Conclusions: Exposure of honey bees to glyphosate or tylosin can reduce the abundance of beneficial gut bacteria and lead to immune dysregulation.

Los hábitos dietéticos tienen una profunda influencia en la actividad metabólica de los microorganismos intestinales y su influencia en la salud. Se han planteado preocupaciones sobre si el consumo de alimentos contaminados con pesticidas puede contribuir al desarrollo de enfermedades crónicas al afectar el microbioma intestinal. Realizamos la primera encuesta de biomonitoreo de pesticidas de la población británica y, posteriormente, usamos los resultados para realizar el primer estudio de asociación de pesticidas sobre la composición y función del microbioma intestinal del registro TwinsUK.

Results: We identified 24 CpG sites whose methylation level was associated with urinary glyphosate concentration and two associated with AMPA. Four regions, within the promoters of the MSH4, KCNA6, ABAT, and NDUFAF2/ERCC8 genes, were associated with glyphosate levels, along with an association between ESR1 promoter hypomethylation and AMPA. The methylation index accurately predicted glyphosate levels in an internal validation cohort. AMPA, but not glyphosate, was associated with greater epigenetic age acceleration.