La Genética Toxicología

La Genética Toxicología: Una ciencia
en constante desarrollo
GUACHALLA L.1
ASCARRUNZ ME2
1
Univ. Adscrito. Instituto de
Genética. Fac. de Medicina.
UMSA. La Paz-Bolivia
2
Jefe Unidad Genética
Toxicológica. Instituto de
Genética. Fac. de Medicina.
UMSA. La Paz-Bolivia
PALABRAS CLAVE: Genética toxicológica,
genotoxicidad, biomonitorización,
evaluación genotóxica, exposición
ocupacional, genotóxicos.
KEYWORDS: G e n e t i c t o x i c o l o g y,
genotoxicity, biomonitoring, genotoxic
evaluation,
occupational
exposure,
genotoxics.
Vol. XI - Diciembre de 2003
RESUMEN
La Genética toxicológica es una ciencia que como
resultado del descubrimiento de que la interacción entre
tóxicos y DNA, traducidos en varios procesos nocivos
como: la mutagénesis, carcinogénesis y teratogénesis
entre otros. El reconocimiento de la mutagénesis, como
paso previo para la carcinogenicidad y los peligros
potenciales de los agentes mutagénicos para la población
humana y la biosfera, despertó el interés por desarrollar
la Genética Toxicológica como ciencia, de ahí que desde
los años 80 los organismos de salud pública en varios
países industrializados se preocuparon de implementar
tecnologías para evaluar las propiedades genotóxicas de
agentes químicos, físicos, y biológicos, en aditivos
alimenticios y medicamentos, entre otros.
La Genética Toxicológica evalúa los efectos genotóxicos
potenciales en las células somáticas y estudia la
inducción de mutaciones en células germinales que
pueden aumentar las frecuencias de enfermedades
genéticas. Para tales cometidos son utilizadas diferentes
herramientas y técnicas validadas mejoradas día a día
con el empleo de equipos computarizados, técnicas en
Biología Molecular, modelos en animales extrapolables
a humanos, etc. Así, la Genética toxicológica abre un
campo de investigación en el mundo y en nuestro país,
permitiendo crear nuevas líneas de observación,
proporcionando importantes aportes desde 1990 con la
evaluación de la genotoxicidad de extractos vegetales y
biomonitorización de poblaciones expuestos a diferentes
agentes como metales pesados y plaguicidas. El presente
artículo pretende mostrar la importancia, aplicabilidad
y los últimos avances de esta ciencia en el mundo y
particularmente en nuestro país.
ABSTRACT
Genetic Toxicology is a science that is born from the discovery
of the various effects of the interaction between DNA and toxics,
such as mutagenesis, teratogenesis and carcinogenesis
among others. From what is known about mutagenesis as a
previous step to carcinogenesis and the potential dangers of
the mutagenic agents to human beings and biosphere, the
interest in developing Genetic Toxicology as a science has
risen, because of that, since the 80‘s public health institutions
in several industrialised countries have been worried about
BIOFARBO - (75)
GUACHALLA L., ASCARRUNZ
developing technology for the evaluation of the
genotoxicity properties of chemical, physical and
biological agents in food supplements, drugs, etc.
Genetic Toxicology is a science that evaluates the
potential genotoxic effects in somatic cells as well
as the mutation induction in germ cells which increase
the frequency of genetic diseases. In order to reach
those goals, many tools and validated techniques
are improved day after day with the implementation
of computarized methods, molecular biology
techniques, like-human animal models, etc. Genetic
Toxicology is a new field that opens new research
lines in the world and in our country, where we are
making important contributions since 1990 in the
genotoxicity evaluation of plant extracts and
biomonitoring of exposed populations to different kind
of agents such as heavy metals and pesticides. The
present article is intended to show the importance,
aplicability and latest advances of this science in the
world and particularly in our country.
La Genética toxicológica
La genética toxicológica es una ciencia multidisciplinaria,
que estudia tanto la interacción de agentes físicos y
químicos con el material genético, como los mecanismos
de respuesta al daño y sus consecuencias sobre los
organismos como la carcinogénesis, teratogénesis y
recarga genética de alelos deletéreos. La teratogénesis
se refiere al efecto de los genotóxicos sobre el desarrollo
embrionario y la carcinogénesis como el proceso por el
que una célula normal pierde el control de su ciclo celular,
desarrollando de manera autónoma, para generar así el
crecimiento tumoral o neoplasia. Ambos eventos, así como
también, la recarga genética de alelos deletéreos, pueden
ser el resultado de la mutagénesis, un evento en el no
solo el genoma sufre cambios en su secuencia, sino
también se alteran los procesos metabólicos de la célula.
El daño genético se ve frecuentemente asociado con el
cáncer; sin embargo, existen también enfermedades que
pueden tener su etiología en mutaciones en la línea
germinal que determinan que la descendencia sufra de
enfermedades como la neurofibromatosis I y II; Síndrome
de Albright, caracterizada por desórdenes óseos que
predisponen al individuo a fracturas; Hemoglobinuria
paroxística nocturna; Incontinentia Pigmentis en varones,
la cual es una enfermedad ligada al sexo caracterizada
por lesiones en piel ojos y dientes; Síndrome de Proteus,
caracterizado por el crecimiento excesivo de múltiples
tejidos; Síndrome de Klippel Trenaunai, el que se relaciona
con el síndrome de Proteus y presenta lesiones
vasculares, etc. (2)
Una importante aplicación de la genética toxicológica es
la biomonitorización de poblaciones en riesgo. Son
innumerables los trabajos que se realizaron en este campo
que sería imposible nombrarlos a todos; sin embargo,
podemos hacer referencia a algunos a fin de ejemplificar
la utilidad de las herramientas que utiliza en poblaciones,
por lo general ocupacionalmente expuestas a un posible
o declarado genotóxico, se evidenció que los trabajadores
en la industria tabacalera pueden ser portadores de
diferentes grados de aberraciones cromosómicas de
acuerdo al tiempo en el que trabajan en la industria (3). El
hábito de fumar también fue asociado con lesiones
genéticas. Los resultados obtenidos son indicativos de la
existencia de riesgos de genotoxicidad para trabajadores
de industrias del tabaco, por lo que se aconseja a las
personas que desempeñan sus funciones en este rubro,
tomen las medidas necesarias a fin de disminuir su
exposición.
Por lo tanto, la Genética toxicológica tiene una amplia
aplicación en la actualidad, que se ocupa de evaluar el
riesgo genético por exposición a diferentes genotóxicos;
descubrir efectos genotóxicos, mutagénicos, carcinógenos,
antigenotóxicos, antimutagénicos y anticancerígenos de
extractos vegetales medicinales, medicamentos de
reciente formulación, cosméticos, saborizantes, etc. De
ahí que en el presente artículo de actualización se pretende
remarcar la importancia, sus aplicaciones y estado actual
de esta ciencia que se halla en constante desarrollo.
Su importancia y sus diferentes aplicaciones
La genética toxicológica cobra día a día más importancia,
como efecto de su legislación en varios países, haciendo
del análisis genotoxicológico requisito indispensable para
la autorización y mercadeo de las diferentes drogas y
productos de consumo, evitando riesgos para la población,
como el desastre acontecido en 1993 durante las pruebas
clínicas de fase II del FIAU (fialuridine) en el que siete de
quince pacientes sufrieron de pancreatitis, neuropatía,
miopatía y falla hepática, y varias de estas murieron por
hepatotoxicidad debido al daño genético mitocondrial e
inhibición respiratoria que produce esta droga (1).
(76) - BIOFARBO
Figura 1.
Metafase en segundo ciclo de linfocitos de sangre
periférica humana. Intercambio entre cromátides hermanas.
Las flechas indican los cromosomas con intercambios
(Azcarrunz ME., 1999)
Vol. XI - Diciembre de 2003
LA GENETICA TOXICOLOGIA
Mn
Figura 2.
Célula binucleada con micronúcleo. (Ascarrunz ME., 1999)
La prueba de Intercambio entre cromátides hermanas
(SCE) puso de manifiesto diferencias significativas en el
número de intercambio entre cromátides hermanas es
estudios del personal médico de departamentos de
medicina nuclear expuestos a Tc99 y I131 y un grupo control
constituido por trabajadores en salud no expuestos,
mostrando que existe genotoxicidad de dosis bajas y
crónicas de materiales radiactivos (4). Estos resultados
sugieren minimizar la exposición del personal médico
expuesto a radiaciones y promueven la aplicacióm rigurosa
de medidas de protección contra estos tipos de radiación
El Instituto de Genética de la Universidad Mayor de San
Andrés (UMSA) encontró resultados similares en el estudio
realizado en personal de Salud del Hospital Obrero
expuesto a radiaciones, en los cuales se halló un aumento
significativo de la frecuencia de micronúcleos en linfocitos
de sangre periférica (5).
La prueba de micronúcleos, por gozar de amplia difusión
internacional y por la sencillez con la que se lleva a cabo,
logró captar la atención de diferentes investigadores
alrededor del mundo, montándose redes de control inter
e intralaboratoriales (6) con el fin de estandarizar la técnica
mediante criterios de evaluación e identificación de sesgos
más frecuentes en la evaluación de micronúcleos en
células binucleadas. Los resultados de dicha evaluación
fueron publicados recientemente (6, 7)
No son únicamente las radiaciones ionizantes, las que se
asociaron con el daño al DNA. El Instituto de
Investigaciones Médicas y Salud Ocupacional en Croacia,
demostró mediante la prueba de intercambio entre
cromátides hermanas, micronúcleos y aberraciones
cromosómicas; que la exposición a formas de energía no
ionizante como el ultrasonido, puede representar un
elevado riesgo de genotóxicidad para el personal que
trabaja con material de estas características (8)
Los trabajadores en laboratorios dentales también fueron
blanco de estudios de genotoxicidad por encontrarse
Vol. XI - Diciembre de 2003
constantemente expuestos a aleaciones de cromo, cobalto
y níquel. Un estudio de casos y controles demostró que
los dentistas a comparación de una población no expuesta,
eliminan trazas significativamente mayores de estos
metales por orina y también tienen una frecuencia
significativamente mayor de micronúcleos tanto en
linfocitos como en células nasales exfoliadas (9). El estudio
recomienda el mejoramiento de las condiciones de trabajo
en los laboratorios dentales y sugiere el recuento de
micronúcleos en células exfoliadas nasales, como técnica
de fácil realización para la biomonitorización de
poblaciones. Dicha técnica, en su variante de recuento de
micronúcleos en células uroteliales y de mucosa bucal,
se encuentra en proceso de estandarización en un
esfuerzo multidisciplinario e interinstitucional del Instituto
de Genética de la Facultad de Medicina (UMSA), Instituto
de Ciencias agrarias y Pecuarias de la carrera de
Agronomia (UMSA) y el Laboratorio de Genética
Toxicológica de la Universidad Autónoma de Barcelona.
No siempre todas las hipótesis de trabajos de investigación
llegan a ser comprobadas y muchas veces estudios
anteriores son enfrentados con resultados de mayor
actualidad. Así fue que se enfrentó el trabajo de otros
autores que afirmaban que la exposición a radiaciones
durante vuelos intercontinentales tenían carácter
genotóxico. La evaluación de aberraciones cromosómicas
en asistentes de vuelos no mostró suficiente evidencia
como para sospechar de que este grupo de personas se
encuentren en riesgo (10)
Es posible que un número importante de estudios se hayan
llevado a cabo en poblaciones expuestas a pesticidas,
por considerarse estas sustancias en gran medida tóxicas
y mutágenos químicos potenciales. Por lo general se
encuentra una asociación positiva entre la exposición
ocupacional a pesticidas y presencia de aberraciones
cromosómicas como Intercambio entre Cromátides
Hermanas y Micronúcleos, aunque estudios realizados por
el Departamento de Biologia de la Universidad Estadual
de Londrina en Brazil y el Instituto de Investigaciones en
Salud de la Universidad de Costa Rica, no encontraron
asociación entre la exposición a pesticidas como el
Imalzalile (11) y daño genético evaluado mediante la
prueba de micronúcleos, SCE y determinación del
polimorfismo genético de la glutatión S-transferasa
asociada anteriormente con cáncer (12). Sin embargo, el
estudio realizado en Brazil encontró diferencia significativa
en el índice mitótico entre casos y controles, el cual es
parámetro analizado dentro los estudios de genotoxicidad
que hace referencia a la cantidad de mitósis evidenciadas
en un número determinado de células.
La población biomonitorizada expuesta a pesticidas abarca
desde granjeros y floriculturistas, hasta manufacturadores,
aplicadores de pesticidas y agricultores. (13)
El Instituto de Genética de la UMSA actualmente se halla
desarrollando un proyecto cuyo objetivo es evaluar el
BIOFARBO - (77)
GUACHALLA L., ASCARRUNZ
riesgo genético mediante la biomonitorización por las
pruebas de intercambio entre cromátides hermanas y
micronúcleos en trabajadores agrícolas expuestos a
plaguicidas en las localidades de Caranavi, Guanay, Palca
y Mecapaca.
Hasta ahora solo hicimos referencia a la aplicación de la
genética toxicológica en la biomonitorización de
poblaciones. Sin embargo, como dijimos anteriormente,
las pruebas de esta área son aplicables también a la
evaluación de genotoxicidad de diferentes sistemas entre
los que se encuentra los cuerpos de agua. Mediante el
test de Ames se halló genotoxicidad significativa atribuida
a hidrocarburos policíclicos aromáticos en ríos de áreas
metropolitanas de Norteamérica (14). Este resultado
sugiere que los ríos pueden ser importantes
contaminadores y por tanto focos de riesgo para la salud
de los pobladores aledaños a afluentes contaminados,
como es el caso de nuestro conocido río Choqueyapu y
otros menos conocidos como el río Pallina de la ciudad
de Viacha, en el cual se encontró contaminantes
importantes microbianos e inorgánicos como metales
pesados (15). Entre los metales pesados de mayor riesgo
se hallan los compuestos mercuriados, que fueron
reportados ser genotóxicos in vitro en estudios realizados
por el Instituto de Genética de la UMSA mediante la prueba
de intercambio entre cromátides hermanas (16), y por la
Planta de Poder Nuclear en Bulgaria mediante la prueba
de micronúcleos (17).
A razón de que ciertas industrias y plantas como las
recicladoras de baterias emanan al ambiente metales
pesados, el Instituto de Genética se halla en la fase final
del proyecto de Detección de Daño Genotóxico en Niños
y Mujeres en Edad Fértil Expuestos a estos en la región
de Alto Lima en el Alto.
Investigaciones llevadas a cabo en plantas
medicinales:
En nuestro medio, el estudio de plantas medicinales, es
en gran medida explotada y de forma justificada mediante
la evaluación genotoxicológica de extractos vegetales de
la herbolaria medicinal boliviana.
Son varias las tesis que fueron publicadas hasta el
momento acerca de las propiedades genotóxicas y
antigenotóxicas de diferentes especies vegetales
utilizadas en la medicina tradicional boliviana. Se reportó
que la savia de Musa Paradisiaca utilizada como
antituberculoso y antiinflamatorio, poseía actividad
antigenotóxica (18) al ser evaluada mediante la prueba
de SCE, pero con posible actividad aneunógena
(Sustancia a la que se le atribuye genotoxicidad por
mecanismos indirectos como la inhibición del ensamblaje
del huso mitótico e inducción de fallas en la anafase) por
la inducción de micronúcleos. Esta actividad
aparentemente bifásica de determinados compuestos es
discutida por Zeiger y Paolini en el número 543 de la
Mutation Research donde se busca explicar los
(78) - BIOFARBO
mecanismos antagonistas del betacaroteno, tanto como
carcinógeno como para anticarcinógeno (19) y se pretende
mostrar a la opinión científica la existencia de dualidad
de actividades encontradas en un mismo compuesto (20)
como el reportado para el ácido ascórbico, el cual en la
prueba de SMART demostró ser antimutagénico pero
clastogénico en células de mamíferos.
Mediante la prueba de SCE y micronúcleos en células
binucleadas por inhibición de la citocinesis con citocalasina
B, las plantas medicianles Heliocarpus americanus y
Solanum americanum , demostraron tener actividad
clastogénica (daño extenso al DNA) mientras que
Chaetothylax boliviensis tendría un papel antigenotóxico (21).
Del mismo modo se postuló que la yuya (Eleutherine
citriodora ) y ajoajo ( Gallesia intergrifolia ); plantas
empleadas comúnmente en diarreas, inflamaciones de la
garganta, mordeduras de serpientes, etc., tendrían acción
genotóxica dosis dependiente (22). Sin embargo los
extractos de chuchuhuasi (Salacia spp.) demostraron
actividad antigenotóxica.
Hoy en dia en el Instituto de Biología Molecular y
Biotecnología en su Unidad de Vigilancia Ambiental y
Genotoxicologia se hallan desarrollando trabajos de
investigación dentro el marco de evaluación de
propiedades genotóxicas y antigenotóxicas de diferentes
plantas medicinales mediante la técnica de SMART, la cual
consiste en la detección de mutaciones en alas u ojos de
Drosophila melanogaster (23). Dicha prueba es capaz de
detectar eventos de recombinación mitótica, delecciones
y mutaciones puntuales. Entre las plantas estudiadas se
halla la Mutisia acuminata (Chinchircuma), Andrés huaylla,
Chenopodium multifidum (Paico, que reportó ser
genotóxico en otros estudios (24)), Baccharis latifolia
(chilca), etc.
Nuevos avances tecnológicos en el campo de la
evaluación de la genotoxicidad
El siglo XXI trajo consigo grandes avances en la
computación aplicada a la genética toxicológica,
desarrollándose algunas técnicas ya desde 1993, como
es el caso de la introducción de un método computarizado
para la evaluación de micronúcleos en células binucleadas
de sangre periférica. Este método se basó en la
identificación y discriminación de los contornos celulares
y núcleares de los de otras estructuras como micronúcleos
o cuerpos de inclusión, acelerando el proceso de
evaluación de cada placa por un factor de 10X. (25)
Avances tecnológico para el ensayo del cometa, el cual
tiene múltiples aplicaciones y se encuentra en proceso de
estandarización en nuestro medio (26) no se hicieron
esperar. Recordemos que lo que busca esta técnica, es
determinar mediante electroforesis la cantidad de DNA
Vol. XI - Diciembre de 2003
LA GENETICA TOXICOLOGIA
Figura 1.
Cell DNA migration pattern produced
by the Single Cell Gel / Comet assay
dañado en una sola célula según la longitud e intensidad
en la migración del DNA en un campo eléctrico (Single
Cell Gel Electrophoresis).
El daño genético es evaluado mediante la técnica del
cometa considerando el “momento de cola”, el cuál puede
ser definido por la distancia en micrómetros entre el centro
de masa de la cola y el centro de masa de la cabeza
multiplicado por la cantidad de DNA que se encuentra
distribuida en la cola. Este número después es comparado
con el contenido total de DNA.
Bowden y colaboradores este año mejoran la técnica del
cometa mediante la introducción del denominado “Perfil
de cola”. Esta variante del ensayo consiste en un análisis
computarizado de cada segmento (o columna en pixeles)
de la cola del cometa considerando los mismos parámetros
del “momento de cola”, o sea la intensidad del segmento
y longitud al centro de la cabeza. Podría considerarse
que la única variación es la forma en la que se calcula la
intensidad de la cola (esta nueva técnica no solo utiliza un
valor sino varios para cada segmento de la cola)
y por supuesto la adición de un sofisticado
equipo computarizado con software para tratamiento
de imágenes (28).
El cálculo del “perfil de cola” a comparación del “momento
de cola” tiene la ventaja de asegurar resultados más
precisos, puesto que este optimiza el uso de imágenes de
alta resolución de cada segmento de la cola en vez de un
valor para toda esta, generando medidas más dinámicas
y sensibles de la extensión del daño del DNA.
Debido a que la Genética toxicológica tiene un campo de
acción que va cobrando cada vez más importancia por la
necesidad de biomonitorizar poblaciones expuestas y
evaluar sustancias que pueden representar un riesgo tanto
para la salud humana como para su descendencia,
constantemente se optimizan y desarrollan nuevos
métodos y técnicas en el campo.
Uno de los métodos desarrollados, utiliza como
fundamento la cuantificación de la emisión de
fluorescencia mediante citometria de flujo. Este método
fue capaz de demostrar la relación lineal existente entre
el daño al DNA y las concentraciones crecientes de
Vol. XI - Diciembre de 2003
mostaza de azufre, un conocido mutágeno. La extensión
del daño es revelada por la incorporación de yoduro de
propidio al DNA fragmentado y es este complejo el que
emite la fluorescencia a ser cuantificada por el citómetro
de flujo.(29). Esta técnica fue desarrollada a fin de analizar
diferentes antídotos contra la mostaza de azufre en menor
tiempo, puesto que análisis de este tipo requerían el trabajo
laborioso de cuatro a cinco días para la extracción de
DNA y corrida electroforética en geles de agarosa.
Hasta ahora nos hemos referido a la capacidad de
detección de mutágenos o antimutágenos in vitro, pero no
hemos mencionado la importancia de la aplicación de
métodos para la detección de mutaciones en la línea
germinal, las cuales representan un riesgo para la
descendencia de un individuo. Por lo general se vinieron
utilizando modelos experiementales en ratones, perros,
gatos y ratas las cuales son aconsejadas por la OMS y la
FDA para el análisis teratógenico de compuestos. Sin
embargo, existe hoy en día una tendencia a disminuir el
uso de animales de experimentación y buscar modelos
cuya información pueda ser extrapolable a organismos
superiores (30).
Este año, se propuso un modelo alternativo para evaluar
mutaciones en línea germinal. Dicho sistema utiliza al
caracol Biomphalaria glabrata, donde una cepa silvestre
homocigota, es expuesta a un mutágeno (en este caso a
la mitomicina y ciclofosfamida) para luego ser cruzada con
una cepa albina no expuesta. Los embriones son
evaluados según su vialidad, exogastrulación, y
malformaciones inespecíficas (31).
El test de dominancia letal en G. glabrata reporta ser de
fácil de realización, específico, sensible y eficiente, incluso
con agentes que requieren bioactivación (ciclofosfamida).
Además no solo es recomendado para ensayos de
teratogenicidad, sino también para la biomonitorización de
contaminación en ecosistemas acuáticos.
La Biología Molecular como herramienta tecnológica
también otorgan diferentes facilidades en la evaluación
de genotóxicos y biomonitorización de poblaciones en
riesgo.
BIOFARBO - (79)
GUACHALLA L., ASCARRUNZ
Son diversas las pruebas que se desarrollan día a día,
entre las que se encuentra un ensayo similar al test de
Ames, que utiliza una bacteria fue modificada
genéticamente a fin de que mutaciones por corrimiento
de marco de lectura y sustituciones de pares de bases
puedan ser detectadas por el cambio fenotípico de
resistencia a susceptibilidad a antibióticos, mediada por
mutaciones en genes plasmídicos introducidos a la bacteria
en conjunto con la β-galactosidasa, como gen reportero
cuya expresión puede ser verificada por luminometria, lo
cual indica la presencia de mutaciones. Este método
descrito bajo la estampa de “MutaGen Assay” demuestra
ser confiable, altamente sensible, capaz de detectar incluso
mutaciones dependientes del sistema de reparación por
la introducción de genes muc, y aventaja al test de Ames
en que las bacterias pueden crecer en un medio completo
y no así en un medio carente de ciertos aminoácidos. La
prueba puede efectuarse en 16 horas, lo cual representa
una ventaja sobre otros métodos que requieren mayor
cantidad de tiempo (32)
Genes reporteros, también fueron utilizados para detectar
mutaciones in vivo al ser integrados al genoma de ratas y
ratones. Estos genes son productos de la introducción por
Ingeniería Genética de genes como la β-galactosidasa al
organismo en etapas tempranas del desarrollo
embrionario. Dicho gen, puede mutar en tanto el animal
sea expuesto a mutágenos y puede ser recuperado e
introducido a un vector viral en el cual se verificará la
actividad de la enzima que será óptima si no aconteció la
mutación del gen. Este ensayo suele encontrarse limitado
a la detección de pequeñas alteraciones como
sustituciones y delecciones pequeñas; sin embargo, se
reportaron diferentes mutaciones no tradicionales que
pudieron ser detectadas por el ensayo en ratones
transgénicos (portadores del gen de la β-galactosidasa).
Entre estas mutaciones tenemos duplicaciones,
inserciónes de secuencias transponibles y de bacteriofago
lambda, lo que pudiera indicar eventos mutagénicos post
ensayo de mutagenicidad, etc. (33)
Entre otras técnicas de Biología Molecular desarrolladas
los últimos años, podemos destacar i) La Mutación de sitio
de restricción (RSM) en el que las mutaciones destruyen
un sitio de restricción; ii) Mutaciones de cambio de longitud
de minisatélites (minisatellite length-change mutation) en
el que el efecto de las mutaciones conlleva cambios en el
número de repeticiones tandem en alelos; iii) Pérdida de
heterozigosidad para epítopes HLA, en el que pueden
utilizarse anticuerpos para la selección de células
mutantes; iv) Prueba de nucleótidos de unión de brazo
largo basada en múltiple fluorescencia (Multiple
fluorescence-based long linker arm nucleotides - mf-LLA
assay), para la detección de mutaciones substanciales; v)
Detección de alteraciones en el locus TP53 vi)
(80) - BIOFARBO
Determinación por PCR de la translocación t(14:18) en
linfocitos (34)
Una técnica basada en la Biología Molecular que goza de
gran aceptación en diferentes áreas y que encuentra
aplicación en genética toxicológica, es la hibridación in
situ (FISH), método que consiste en la hibridación de una
sonda específica a un segmento de DNA.
Hannu Norpa, un reconocido investigador en genética
toxicológica del Departamento de Higiene Industrial y
Toxicología en Finlandia, junto a un equipo de
investigadores, se encuentran desarrollando técnicas
citogenéticas basadas en la hibridación in situ a fin de que
sean utilizadas como biomarcadores de genotoxicidad en
humanos. El trabajo se espera sea completado para fines
del 2004.
Las técnicas de hibridación demostraron ser útiles en la
detección de malignidad asociada a tumores en cuello o
cabeza, debido a la ausencia de aneuploidias en células
vecinas al tejido tumoral, sin embargo, se evidenció
aneuploidia significativa en las células tumorales. Por los
resultados obtenidos se sugiere que la técnica pueda ser
utilizada como un método no invasivo para la clasificación
de pacientes de alto riesgo de sufrir carcinoma de células
escamosas en cabeza o cuello (35).
Así mismo, el aumento en el número de micronúcleos en
células bucales exfoliadas de pacientes con cáncer en
Armenia, sugiere inestabilidad genómica de células
somaticas en pacientes con cáncer al pulmón, pecho, útero
y enfermedad de Hodgkin. (36).
Aunque pareciera que las aplicaciones de los métodos en
genética toxicológica sobre lo ya descrito pueden ser
fácilmente predecibles, existen investigadores que no
dejan de deslumbrarnos por la versatilidad con la que
manejan estas técnicas. Se encontró una importante
aplicación de la prueba de Intercambio entre cromátides
Hermanas (SCE) en la predicción de efectividad de drogas
antitumorales. Hallazgos indican que la inducción de SCE
por agentes antitumorales alquilantes puede ser
fuertemente correlacionada con la respuesta in vivo del
tumor hacia estos agentes, sugiriendo que la prueba de
SCE puede ser utilizada para predecir la sensibilidad de
las células tumorales humanas a la quimioterapia (37).
CONCLUSION
La genética toxicológica, de acuerdo a la revisión
actualizada en el presente artículo, es una ciencia de gran
importancia en nuestro medio y el mundo, talvés por la
imperante necesidad de conocer las propiedades
genotóxicas de sustancias y el grado de daño que
provocan estas en el contenido genético de nuestra
Vol. XI - Diciembre de 2003
LA GENETICA TOXICOLOGIA
población. Constantemente son desarrollados nuevos
métodos e implementadas nuevas técnicas a fin de
aumentar el repertorio de conocimiento que tenemos
acerca la asociación de tóxicos y DNA.
Por lo expuesto, la Genética Toxicológica abre un campo
de acción amplio para la investigación y sus aplicaciones
que pueden ser desarrolladas en nuestro medio mediante
la conformación de equipos multidisciplinarios, destinadas
a evitar el riesgo genético y prevenir los efectos nocivos
de la exposición a xenobióticos letales.
BIBLIOGRAFIA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Emerging issues in genotoxicology: FIAU disaster
(on line) <http://www.inpharm.com/static/
intelligence/pdf/MAG_6937.pdf)>
Erickson R. Somatic gene mutation and human
disease other than cancer. Mutation Research
2003; 543: 125–136
Umadevi B., Swarna M., Padmavathi P., Jyothi A.,
Reddy PP. Cytogenetic ef fects in workers
occupationally exposed to tobacco dust. Mutation
Research 2003; 535: 147–154
Bozkurt G., Yuksel M., Karabogaz G., Sut N.,
Sabrán FO., Palanduz S., et al. Sister chromatid
exchanges in lymphocytes of nuclear medicine
physicians. Mutation Research 2003; 535:
205–213
Tirado N., Navia M., Cuti M. Pesquisa de Daño
Genotóxico en Personal Médico y Paramédico del
Hospital Obrero Nº1 Gestión 2000 - 2002.
Cuadernos 2002; 47(2): 33-39
Fenech M., Bonsái S., Turner J., Lando C., Ceppi
M., Chang WP., et al. Intra- and inter-laboratory
variation in the scoring of micronuclei and
nucleoplasmic bridges in binucleated human
lymphocytes: Results of an international slidescoring exercise by the HUMN project. Mutation
Research 2003;534: 45–64
Fenech M., Chang WP., Volders K., Holland N.,
Bonassi S., Zeiger E. HUMN project: detailed
description of the scoring criteria for the
cytokinesis-block micronucleus assay using
isolated human lymphocyte cultures. Mutation
Research 2003; 534: 65–75
Garaj-Vrhovac V., Kopjar N. Aplication of
different cytogenetic endpoints in risk assesment
of occupationally exposure to ultrasound.
Vol. XI - Diciembre de 2003
Available in <www.irpa.net/irpa10/cdrom/
00239.pdf>
9.
Burgaz S., Demircigil G., Y_lmazer M., Erta¸s N.,
Kemalo¡glu Y., Burgaz Y. Assessment of
cytogenetic damage in lymphocytes and in
exfoliated nasal cells of dental laboratory
technicians exposed to chromium, cobalt, and
nickel. Mutation Research 2002; 521: 47–56
10. Wolf G., Pieper R., Obe G. Chromosomal
alterations in peripheral lymphocytes of female
cabin attendants. Int. J. Radiat. Biol 1999; 75(7):
829-836
11. Ramírez V., Cuenca P. Micronuclei frequency in
lymphocytes of individuals occupationally
exposed to pesticides.
12. Grégio D’Arce P., Syllos Cólus IM. Cytogenetic
and Molecular Biomonitoring of Agricultural
Workers Exposed to Pesticides in Brazil
Teratogenesis, Carcinogenesis, and Mutagenesis
2000; 20:161–170
13. Bolognesi C. Genotoxicity of pesticides: a review
of human biomonitoring studies. Mutation
Research 2003; 543: 251–272
14. Ohe T., White PA., DeMarini DM. Mutagenic
characteristics of river waters flowing
throughlarge
metropolitan
areas
in
North America. Mutation Research 2003;
534: 101–112
15. Guachalla L., Alejo A., Salazar Karina., Cordero
N., Pozzo T., Barrios E., Pacari I. Contaminación
Microbiológica y Química de Aguas Superficiales
del Rio Pallina en la Ciudad de Viacha. Biofarbo;
este número.
16. Galarza MI. Genotoxicidad in vitro producida por
compuestos mercuriados comunes en aguas
contaminadas. Tesis de Grado para optar el título
de Licenciatura en Bioquímica. Universidad
Mayor de San Andrés. 1994
17. Bercés J., Ótos M., Szirmai S., Crane-Uruena
C., Koteles GJ. Using Micronucleus Assay to
detect Genotoxic Ef fects of Metal Ions.
Environmental Health Perspectives Supplements
1993; 101(3): 11-14
18. Tirado N. Genotoxicidad in vitro de la musa
paradisiaca y Croton draconoides. Tesis de grado
BIOFARBO - (81)
GUACHALLA L., ASCARRUNZ
para optar el título de licenciatura en Bioquímica.
1995. Universidad Mayor de San Andrés
19. Paolini SZ., Abdel-Rahman A., Sapone GF.,
Pedulli P., Perocco G., Cantelli-Forti. Betacarotene: a cancer chemopreventive agent or a
co-carcinogen? Mutation Research 2003; 543:
195-200
20. Zeiger E. Illusions of safety: antimutagens
can be mutagens, and anticarcinogens can
be carcinogens. Mutation Research 2003;
543: 191–194
21. Ascarrunz ME. Evaluación de potencial
genotóxico de cuatro extractos vegetales de
la medicina tradicional boliviana. Tesis para
optar el título de Maestria en Ciencias
Biológicas y Biomédicas: Mención Genética
toxicológica. 1999. Universidad Mayor de
San Andrés
22. LaFuente E. Evaluación del efecto
genotóxico de cuatro plantas de la
herbolaria medicamentosa tradicional en
Bolivia. Tesis de grado para optar el título
de licenciatura en bioquímica. Universidad
Mayor de San Andrés.
23. Graf U., Wurgler FE., Katz AK., Frei H., Juon
H., Hall BC., Kale PG. Somatic Mutation
Test in Drosophila melanogaster. Environ.
Mutagen (1984); 6: 153 – 188.
24. Gadano A., Gurni A., López MN., López P.,
Gratti A., Van Baren C. Cytogenetic Effects
of Aqueous Extracts of the Medicinal Plant
Paico (chenopodium multifidum l.)
Pharmaceutical Biology 2000; 38(1): 7–12
25. Szir mai S., Bérces J., Koteles GJ.
Computarized image
análisis for
determining micronucleus frequency.
Environment
health
perspectives
Supplements 1993; 101: 57-60
26. Gonzáles A. Efecto Genotóxico en
T rabajadores Agrícolas expuestos a
plaguicidas por bandas G en cromosomas
de alta resolución y Ensayo del Cometa.
Tesis para optar el título de Maestria en
Ciencias Biológicas y Biomédicas: Mención
Genética. 2003. Universidad Mayor de San
Andrés.
27. Tice R., Agurell E., Anderson D., Burlinson
B., Hartmann A., Kobayashi H., et al. Single
Cell Gel/Comet Assay: Guidelines for In
Vitro and In Vivo Genetic Toxicology Testing.
Environmental and Molecular Mutagenesis
2000; 35: 206–221
(82) - BIOFARBO
28. Bowden R., Buckwalter M., McBride J.,
Johnson D., Murray B., O’Neill K. Tail
profile: a more accurate system for
analysing DNA damage. Mutation Research
2003; 537: 1-9
29. Meier H. A rapid metod for quantitating the
extent of DNA damage induced by sulfur
mustard in human lymphocytes. Toxicology
Methods 2000; 10: 25 1–263
30. Kotwani A. et al Methods for teratogenicity
testing existing and future models. Indian
Journal of Pharmacology. 27. 1995 204213.
31. Nakano E., Watanabe LC., Ohlweiler FP.,
de Bragança CA., Kawano T. Establishment
of the dominant lethal test in the fresh
water mollusk Biomphalaria glabrata.
Mutation Research 2003; 536: 145-154.
32. Schmid C., Arndt C. Reifferscheid G.
Mutagenicity test system based on a
reporter gene assay for short-term detection
of mutagens (MutaGen assay). Mutation
Research 2003; 535: 55–72
33. Boer J. On the origin of unusual mutations
recovered fromthe lacI transgenic assay.
Mutation Research 2003; 536: 1–6.
34. Monteiro C., Marcelino LA.,Conde
AR.,Saraiva C.,Giphart-Gassler M., De
Nooij-van Dalen AG., et al. Molecular
Methods for the Detection of Mutations.
Teratogenesis, Carcinogenesis, and
Mutagenesis 2000 20:357–386.
35. Ai H., Barrera JE., Pan Z., Meyers AD.,
Varella-Garcia M. Identification of
individuals at high risk for head and neck
carcinogenesis using chromosome
aneuploidy detected by fluorescence in situ
hybridisation. Mutation Research 1999;
439: 223–232.
36. Nersesyan A., Vardazarian N., Gevorgyan
A., Arutyunyan R. Micronucleus level in
exfoliated bucal mucosa cells of cancer
patients. Archive of Oncology (2002). 10 (1)
35 – 36.
37. Karayianni V., Mioglou E., Iakovidou Z.,
Mourelatos D., Fousteris M., Koutsourea A.
et al. A new approach for evaluating in vivo
anti-leukemic activity using the SCE assay:
An application on three newly synthesised
anti-tumour steroidal esters. Mutation
Research 2003; 535: 79–86.
Vol. XI - Diciembre de 2003