Introdução: Exposições químicas podem variar em populações geograficamente distintas, com diferentes hábitos, estilos de vida e características individuais. Alguns elementos químicos encontrados no ambiente são capazes de alterar a expressão gênica humana. Objetivos: a) quantificar as concentrações de elementos potencialmente tóxicos (EPTs: As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, e Zn) na urina da população de Limeira, e nas peças de joias e pó de solda; b) quantificar as concentrações de EPTs no sangue dos participantes de Limeira e Volta Redonda; c) avaliar os riscos de doenças associadas à exposição ocupacional; d) avaliar o impacto da exposição ocupacional na expressão gênica de trabalhadores formais e informais. Métodos: O grupo Exposto foi composto por trabalhadores informais que realizam soldagem de joias e bijuterias em ambiente domiciliar na cidade de Limeira, SP; e por trabalhadores formais da Companhia Siderúrgica Nacional, em Volta Redonda, RJ. O grupo Controle incluiu moradores dos mesmos bairros dos trabalhadores, mas que não desenvolviam nenhuma atividade diretamente relacionada à exposição química. Amostras de sangue foram coletadas para quantificação de glicose, insulina, perfil lipídico, EPTs e para análise transcriptômica. Em Limeira, também foi quantificada a concentração de EPTs na urina. Para transcriptômica, o RNA foi extraído e hibridizado com Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression 8x60K v2 Microarray. O pré-processamento, análise estatística e de vias de interesse foram realizados no software GeneSpring GX. Todos os participantes preencheram questionários sobre hábitos, percepção de risco, morbidade referida e exposição ocupacional. A associação entre exposição a EPTs e desfechos de saúde foi testada por modelo de regressão de Poisson multivariado. Resultados: Nos trabalhadores informais, foram detectados 16 genes superexpressos e 33 subexpressos em comparação com os controles (fold-change > 2). A análise de vias indicou genes enriquecidos em vias do processo inflamatório (quimiocinas MAPK, receptor Toll-like e NF-kappa B). Nos trabalhadores formais, foram encontrados 20 genes superexpressos e 50 subexpressos, com vias relacionadas à resposta imune e ao processo de aterosclerose. O único gene diferencialmente expresso (DEG) em comum nas duas populações foi o IFI27 relacionado na literatura a diferentes tipos de câncer. A produção informal de joias de Limeira foi associada a exposição dos trabalhadores ao Cd, com concentrações significativamente maiores na urina e no sangue dos trabalhadores comparado aos controles. Além disso, foi observada uma associação positiva entre as concentrações de Cd no sangue e a glicemia. As concentrações de As e Pb também foram maiores no sangue dos trabalhadores informais comparado aos controles, sendo que participantes com concentrações de Pb superiores a 2,6 μg dL^-1 apresentaram prevalência de manifestações neurológicas 2,3 vezes maior (IC 95%: 1,17 - 4,58; p = 0,02). Não foram observadas diferenças significativas nos EPTs entre os grupos de Volta Redonda, provavelmente devido ao uso de equipamentos de proteção individual e à poluição ambiental na região. Conclusão: As diferenças na expressão gênica relacionadas à exposição ocupacional estão associadas, principalmente, à inflamação e à resposta imune. Os resultados sugerem que a exposição ocupacional prolongada a elementos tóxicos pode levar a consequências negativas para a saúde, como por exemplo, um aumento da prevalência de manifestações neurológicas. Os resultados exploratórios desta tese são um ponto de partida para estudos em populações sensíveis e pouco estudadas, especialmente, de países em desenvolvimento. Análises adicionais devem ser realizadas para investigar efeitos diretos e validar associações causais.

Introduction: Chemical exposures may vary in geographically distinct populations, with different habits, lifestyles, and individual characteristics. Objectives: a) to determine potentially toxic elements' (EPTs: As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, and Zn) in the urine of the population of Limeira, and in jewelry pieces and soldering powder; b) determine the PTEs concentrations in the participants' blood from Limeira and Volta Redonda municipalities; c) investigate disease risks associated with occupational exposure; d) to evaluate the impact of occupational exposure on gene expression profile. Methods: The exposed group was composed of informal workers who perform soldering of jewelry inside their houses in the city of Limeira, SP; and formal workers from a steel company in the city of Volta Redonda, RJ. Control participants were recruited from the same neighborhoods without occupational chemical exposure. Blood samples were collected for blood glucose, insulin, lipid profile, and PTE determinations, and for transcriptomic analysis. In Limeira, PTE concentration in urine was also determined. RNA was extracted and hybridized to Agilent SurePrint G3 Human Gene Expression 8x60K v2 Microarray for transcriptomics analysis. Pre-processing, statistical, and pathway analysis were performed in GeneSpring GX software. All participants completed questionnaires about household risk, reported morbidity, and occupational exposure. The association between PTEs exposure and health outcomes was tested by a multivariable robust Poisson regression model. Results: 16 up- and 33 down-regulated genes (fold-change > 2) were observed in the informal workers. Pathway analysis revealed genes enriched in inflammatory process (MAPK, Toll-like receptor, and NF-kappa B chemokine signaling pathways). In formal workers, 20 up- and 50 down-regulated genes were found with pathways related to immune response and atherosclerosis development. The gene IFI27 which has been associated with various types of cancer was the only one commonly differentially expressed between informal and formal workers. Informal jewelry production in Limeira increased exposure to Cd, with significantly higher concentrations in the urine and blood of informal exposed workers compared to controls. Furthermore, a positive association was observed between blood Cd concentrations and glycemia. The blood concentration of As and Pb were also Participants with Pb concentrations higher than 2.6 μg dL^-1 showed a prevalence of neurological manifestations 2.3 times higher (95% CI: 1.17 - 4.58; p = 0.02) than those with lower lead concentrations. No significant differences were observed between formal workers from Volta Redonda and their control group, probably, because of the use of individual protection equipment and the environmental pollution in the region. Conclusion: Differences in gene expression related to occupational exposure are mainly associated with inflammation and immune response. The results suggest that prolonged occupational exposure to toxic elements could lead to negative health outcomes, such as higher prevalence of neurological manifestations. These exploratory results are a starting point for analysis in sensitive and understudied populations, especially in developing countries. Further analysis should be carried out to investigate its direct effects and to validate causal associations.