Evaluación de la actividad citotóxica y genotóxica del nonilfenol, triclosán y bisfenol A en Chironomus ripariusidentificación y caracterización de biomarcadores moleculares de ecotoxicidad

Resumen

El desarrollo de la actividad industrial ha conducido a un aumento de la presencia de diferentes compuestos contaminantes de origen antropogénico en el medio ambiente. Como consecuencia, los seres vivos se encuentran expuestos a los mismos, desconociéndose los efectos que pueden tener sobre ellos. En este sentido, el objetivo del presente trabajo de investigación ha sido conocer los efectos de los compuestos tóxicos nonilfenol (NP), triclosán (TCS) y bisfenol A (BPA) sobre larvas acuáticas del mosquito Chironomus riparius, un díptero empleado como organismo de referencia en los ensayos de toxicidad acuática, con la finalidad de identificar nuevos marcadores moleculares, bioquímicos y celulares de exposición a estos compuestos. La primera parte de este trabajo se centra en la caracterización molecular de tres genes seleccionados como posibles biomarcadores en los estudios de respuesta a los compuestos NP, TCS y BPA, ampliando así la información genómica disponible de C. riparius. Estos genes son el gen citocromo P450 (CYP4G), implicado en la ruta de detoxificación, el gen de la proteína de choque térmico de 27 kDa (hsp27), incluido en la respuesta a estrés celular, y el gen receptor de ecdisona (EcR), perteneciente a la ruta hormonal de la ecdisona. El estudio de los efectos de los compuestos seleccionados se ha llevado a cabo mediante exposiciones a diferentes tiempos y a concentraciones subletales, analizándose los cambios de expresión de diferentes genes y de una actividad enzimática seleccionados como posibles biomarcadores de diferentes procesos celulares: - Ruta de respuesta a la ecdisona: seleccionada por su importancia en el proceso endocrino mediado por esta hormona, implicada en el desarrollo y muda de los insectos. Se analizaron los niveles de expresión de los genes EcR, usp y E74. Por otro lado se estudiaron los efectos de los tres xenobióticos sobre la expresión del gen ERR. - Respuesta a estrés celular: por su relevancia en la respuesta de los organismos para la adaptación frente a cambios ambientales a los que pueden verse sometidos, entre los que se encuentran la presencia de compuestos xenobióticos. Los genes estudiados como posibles biomarcadores de este proceso fueron los genes hsp70 y hsp27. - Mecanismos de detoxificación celular: por su implicación en la eliminación de compuestos extraños al organismo. Se seleccionaron el gen CYP4G y la actividad enzimática de la glutatión S-transferasa (GST) para su estudio como potenciales dianas de acción del NP, TCS y BPA. Los resultados presentados en este trabajo han demostrado que los tres compuestos xenobióticos han sido capaces de alterar la expresión de los genes implicados en la ruta de respuesta a la ecdisona, actuando como antagonista en el caso del NP y como agonista en el caso del TCS y BPA, sugiriendo así una interacción directa de estos compuestos con el sistema endocrino de los insectos. Por otro lado, el análisis de los niveles de expresión de los genes hsp70 y hsp27 han demostrado una respuesta diferente de ambos genes en función del xenobiótico, pudiendo ser considerados como biomarcadores de estrés celular en invertebrados. Finalmente los resultados obtenidos en el estudio de los mecanismos de detoxificación indican que existe una modulación diferente dependiendo del compuesto estudiado, mientras que el NP y el BPA inhibieron tanto la expresión del gen CYP4G como la actividad enzimática de la GST, el TCS no alteró ninguno de los dos parámetros estudiados, existiendo en los tres casos una correlación entre los efectos observados en la expresión del gen CYP4G con la actividad de la GST, lo que ha permitido analizar los mecanismos de detoxificación celular en su conjunto. Además, se evaluó el potencial genotóxico de cada compuesto por medio del ensayo cometa o electroforesis en gel de una única célula (SCGE, Single Cell Gel Electrophoresis), método empleado para la detección de bajos niveles de daño en el ADN y que permite su valoración de forma tanto cualitativa como cuantitativa en cualquier célula eucariota. Los resultados presentados demuestran la capacidad genotóxica de los tres compuestos a todas las concentraciones y tiempos estudiados, siendo especialmente relevante la disminución del daño en el ADN en exposiciones de 96 horas respecto a los tratamientos de 24 horas. Esto puede explicarse por la activación de los mecanismos de reparación del ADN y/o los mecanismos de detoxificación celular en tiempos largos de exposición