Evaluación de los efectos toxicogenómicos y genotóxicos de la Vinclozolina en invertebrados acuáticos

Resumen

El objetivo general del presente trabajo, ha sido evaluar el efecto toxicogenómico y genotóxico del plaguicida Vinclozolina (Vz) en invertebrados acuáticos. Se ha demostrado que la Vz actúa como disruptor endocrino con actividad anti-androgénica en mamíferos. Se han descrito así mismo sus efectos en la reproducción de organismos acuáticos (peces e invertebrados), aunque no se conoce el mecanismo de acción en estos últimos. En esta tesis doctoral se ha trabajado con dos especies de invertebrados, un insecto díptero (Chironomus riparius) y dos de sus fases del ciclo de vida (embriones y larvas) y la fase adulta de un molusco de agua dulce (Physa acuta), con el objetivo de avanzar en el conocimiento sobre el mecanismo de acción de la Vz en invertebrados. El estudio de los efectos toxicogenómicos de la Vz se llevó a cabo tras tratamientos agudos mediante el análisis de cambios en la expresión de genes relacionadas con distintos procesos fisiológicos: sistema endocrino (EcR, E74, Kr-h1, DIS, Cyp18a1, FOXO, MAPR, INR, MET, ER), respuesta celular de estrés (Hsp16.6, Hsp17, Hsp20.4, Hsp24, Hsp40, Hsp60, Hsp70, Gp93, Cu/Zn SOD), metabolismo de xenobióticos (Cyp4G, Cyp2U1, Cyp3A7, Cyp4F22, GSTt2, GSTo1, GstD3, y MRP1-ABC) y mecanismos de reparación del ADN (ATM, ATR, CASP3, DECAY, NLK, RAD-1, XRCC-1, XRCC-2 y XRCC- 4). Este último (estudio toxicogenómico sobre mecanismos de reparación del ADN) se completó con el ensayo cometa para conocer el daño en el ADN por rotura de doble hebra. Finalmente, los efectos de la Vz en la reproducción se valoraron en C. riparius mediante la exposición crónica de larvas hasta la emergencia de la fase adulta (mosquitos) en sistemas agua-sedimento. La Vz no afecta a la supervivencia de larvas de C. riparius ni de adultos de P. acuta. Sin embargo, sí afecta al desarrollo de embriones de C. riparius, y de manera más severa cuando la generación parental es previamente expuesta. Por otro lado, no se observaron efectos en el ensayo de reproducción de C. riparius salvo una tendencia no significativa a aumentar la fecundidad a medida que aumenta la concentración de Vz. Los resultados obtenidos para la expresión génica tanto de embriones como de larvas de C. riparius demostraron un efecto en el sistema endocrino a nivel de regulación hormonal alterando la expresión de EcR, E74, MET, MAPR y FOXO y, al mismo tiempo, modificando el metabolismo de la ecdisona como refleja DIS y Cyp18a1. Sin embargo, el único receptor hormonal analizado en P. acuta (ER) no experimentó cambios en su expresión tras la exposición a Vz.Por otro lado, los resultados observados para la respuesta a estrés celular tanto en embriones como en larvas de C. riparius mostraron una activación de la Hsp40, Hsp24 y Hsp70. Además de la activación de mecanismos de destoxificación (Cyp4G). Nuevamente, P. acuta mostró un comportamiento diferente ya que se observó la inhibición de Hsp20.4 y no hubo activación de ninguno de los genes estudiados relacionados con los procesos de destoxificación. El ensayo cometa demostró en ambas especies la capacidad de la Vz para inducir daño en el ADN, aunque solo se observó una relación dosis-respuesta significativa para todos los parámetros analizados (porcentaje de ADN en cola, longitud de la cola, momento cola, momento oliva) en el caso de C. riparius. Por último, la sobreexpresión de genes involucrados en mecanismos de reparación del ADN (ATM y XRCC-1) observada en C. riparius demuestra que este organismo es capaz de activar dichos mecanismos, mientras que en el caso de P. acuta se observó una inhibición para el mismo gen o un análogo (ATM y XRCC-2). En esta tesis doctoral se han comprobado los efectos genotóxicos de la Vz en insectos y moluscos acuáticos, relacionándose por primera vez con la actividad transcripcional de genes involucrados en mecanismos de reparación del ADN. Los resultados permiten concluir que la Vz puede alterar genes clave en la ruta de señalización mediada por ecdisona y otras rutas hormonales, sugiriendo así una interacción directa de este contaminante con el sistema endocrino de insectos. Del mismo modo, se confirma la activación de dianas de estrés celular y de rutas de destoxificación en este grupo de invertebrados. La falta de respuesta observada en genes de ruta endocrina, estrés celular y detoxificación observada en P. acuta, ponen de manifiesto la necesidad de continuar explorando otras dianas moleculares para moluscos en el estudio del mecanismo de acción de disruptores endocrinos. Finalmente, estos resultados ponen de relieve la necesidad de utilizar distintas dianas moleculares en varias especies representativas de distintos taxones de invertebrados en el estudio del mecanismo de acción de disruptores endocrinos.