SÁBALO
Por María Fernanda Simoniello Cátedra de Toxicología y Biquímica Legal. FBCB. UNL
EL SÁBALO, NUESTRO CENTINELA El centro de atención para el toxicólogo es el individuo; los ecotoxicólogos están interesados en evaluar de qué manera los contaminantes afectan el funcionamiento de los ecosistemas. Desde ese punto de vista, la ecotoxicología también se dirige indirectamente al bienestar y supervivencia del hombre, ya que los contaminantes pueden degradar los ecosistemas hasta un nivel que no permitan cubrir las necesidades humanas básicas. El principal problema que busca resolver la ecotoxicología es definir los efectos tóxicos de un contaminante químico o una mezcla de contaminantes en un ecosistema. El compuesto tóxico es un agente que puede producir un efecto adverso. Puede haber sido liberado en forma deliberada o accidental, o puede haber tenido una liberación difusa como la proveniente de agroquímicos. El efecto que genere dependerá de la concentración y de la duración de la exposición. Los Bioensayos: experimentos que pueden alertarnos sobre los contaminantes Para poder dimensionar el problema pag. 12
se utilizan los bioensayos, donde se evalúa el efecto tóxico en los organismos vivos, cuantificando la relación concentración–efecto de los compuestos químicos o sus mezclas por medio de las respuestas biológicas medidas en condiciones controladas y estandarizadas. El uso creciente de agroquímicos en cultivos de nuestra región nos alienta a detectar daños en especies autóctonas. Los pesticidas utilizados en agricultura ingresan a los cuerpos de agua generando una fuente adicional de toxinas. Las modificaciones de una especie, sea ésta presa o predador, puede afectar la biota. Los peces además de cumplir un importante rol en las comunidades bióticas, pueden actuar como organismos centinelas, nos advierten en un tiempo determinado una situación potencial de peligro. Si afecta a los individuos, afecta a la población, si afecta a la población, afecta a la comunidad. Con esta perspectiva tradicional, los efectos sobre un determinado nivel de organización conducen a efectos sobre el siguiente nivel.
El alcance de estos ensayos Los efectos observados en los ensayos de toxicidad, realizados en condiciones controladas de laboratorio, no pueden ser extrapolados en forma directa y decir que estas sustancias evaluadas provocarán un efecto similar sobre los ecosistemas. Un efecto nocivo detectado mediante estos ensayos puede alertar acerca de peligros potenciales sobre los ecosistemas como consecuencia de la exposición a estas sustancias. En síntesis, un ensayo de toxicidad consiste en exponer a un grupo de organismos seleccionados a distintas concentraciones de la sustancia a ensayar, durante un determinado tiempo y evaluar luego el efecto causado. Biomarcadores: nuestros testigos de la toxicidad en los organismos Para detectar estos efectos necesitamos el uso de un biomarcador que detecte una modificación a nivel bioquímico, celular, fisiológico o conductual, que pueda ser medido en tejido, fluido biológico, en un organismo o población y que dé evidencia acerca de la exposición a uno o más
Ensayo Cometa: Montaje de los eritrocitos de Sábalo en los slides. (Fotografía: Gisela Poletta)
contaminantes. Dentro de los biomarcadores existen los llamados biomarcadores de efecto, que no sólo nos indican que existió una exposición sino que también nos revelan los posibles efectos adversos que pudo haber generado esta exposición. Dentro de éstos, los biomarcadores de genotoxicidad nos están indicando una variación a nivel del material genético (ADN), que puede haber ocurrido en este individuo al que estamos estudiando. Evalúan el daño causado a nivel del material hereditario de los individuos expuestos. Este daño se puede traducir en un futuro en muerte celular, reducción de la fertilidad, producción de tumores, desarrollo anormal, desorden hormonal, o alteración en su descendencia. A nivel de la población o ecosistema puede producir disminución o extinción de la población, cambio en la composición genética o disrupción del ecosistema. El sábalo (Prochilodus lineatus) es una especie típica de los cursos de agua litoraleños, con valor agregado por su abundancia y su gran importancia ecológica y económica. Por esto, la hemos elegido para evaluar su respuesta a dos biomarcadores de genotoxicidad: el Ensayo Cometa y el Test de Micronúcleo. ¿Qué se busca con estos análisis? En el Ensayo Cometa se utiliza el microscopio de fluorescencia para poder visualizar cuánto ADN se fracturó debido a la exposición al tóxico y cuán lejos migró del núcleo celular, dando una imagen de cometa (ver figura 1), mientras que en el Test de Micronúcleo se observa otro núcleo muy pequeño que se generó por error en la división celular debido también a la toxicidad del agente evaluado (ver figura 2).
Figura 1 - Ensayo Cometa: la primer célula sin daño; las cuatro siguientes tienen daño creciente. La cantidad de partículas de ADN y la distancia de la migración de estas partículas es proporcional a la cantidad de roturas que tiene el ADN en una o en ambas cadenas. Fuente: http://www.egms.de/egms/servlet/Figure?
Figura 2 - Test de Micronúcleo: Después de la división celular, los errores de replicación se reflejan con la presencia de un pequeño núcleo cercano al núcleo principal. Fuente: www.funpecrp.com.br/gmr/ year2002/vol3-1/gmr0038_full_text.htm On line Journal Genetics and Molecular Research
Los resultados observados en el sábalo Cipermetrina es un pesticida piretroide muy utilizado en nuestra región que queremos evaluar. Colchicina es un conocido genotóxico que utilizamos como control positivo. Esto quiere decir que ya se sabe que genera cambios en el ADN. Comparamos los resultados arrojados por los dos métodos anteriormente mencionados en sábalos expuestos a Cipermetrina (0,3 μg/l –microgramos por litro-), a Colchicina (400 μg/l) y no expuestos. Los tres grupos estuvieron expuestos en condiciones de laboratorio controladas por el término de 5 días. Los resultados hallados permiten
NATURALEZA, CONSERVACION Y SOCIEDAD
observar que tanto para el genotóxico a evaluar como para el ya conocido, los valores hallados por ambos métodos son similares (utilizando el test estadístico Mann Whitney). Significa que podemos considerar que en estas condiciones la Cipermetrina se comporta como un agente genotóxico para esta especie (ver figuras 3 y 4). Relevancia de la investigación desarrollada y sus conclusiones En la Cuenca del Paraná es cada vez más importante la necesidad de monitorear los sistemas acuáticos debido a las crecientes descargas de agroquímicos empleados en los cultivos. Para evaluar estas contaminaciones antrópicas (producidas por el hombre) es necesario contar con especies de importancia ecológica, económica y cultural de la región donde se realiza el estudio. Los valores basales (determinados después de la captura y sin exponer) hallados a través de ambas técnicas para sábalo (Prochilodus lineatus) permiten considerarla como apta para utilizarla como especie centinela. Los resultados obtenidos a partir de la exposición a un genotóxico control y a un plaguicida ampliamente empleado en nuestra región, permiten considerar en forma preliminar que también es apta
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SÁBALO
para bioensayos . Al comparar el comportamiento de la especie frente a Colchicina y Cipermetrina no se hallaron diferencias estadísticamente significativas entre ambas, tanto para el Ensayo Cometa como para el Test de Micronúcleo; en estas condiciones la cipermetrina se comporta como genotoxico para esta especie, en esta concentración y por este tiempo de exposición. Esto concuerda con investigaciones realizadas en otros peces de agua dulce donde se han utilizado estas técnicas como punto final. El Sábalo, con una importancia económica creciente por su alto valor protéico, merece una especial consideración en cuanto a su conservación. El cuidado de su patrimonio genético garantizará que pueda preverse no sólo su desarrollo natural sino también su cultivo.
Luego de la captura los ejemplares son medidos y pesados. Solo se utilizaron ejemplares juveniles. (Fotografía: Gisela Poletta)
Figura 3 - Test Micronúcleo: Se determinó en Sábalos la cantidad de Micronúcleos cada 1000 eritrocitos en los cuatro grpos: Basal, Control Negativo, Expuesto a Colchicina y Expuesto a Cipermetrina. Estadístico Mann Whitney ambos tratamientos: Colchicina y C permetrina, no presentan diferencias (p = 0.648)
Figura 4 - Ensayo Cometa: Se determinó en eritrocitos de Sábalos el Indice de Daño ADN en los cuatro grupos: Basal, Control Negativo, Expuesto a Colchicina y Expuesto a Cipermetrina. Estadístico Mann Whitney ambos tratamientos: Colchicina y Cipermetrina, no presentan diferencias (p = 0.103)
Este artículo está basado en el trabajo de investigación: “Ensayos preliminares de genotoxicidad de Cipermetrina en Prochilodus lineatus” Simoniello M. F., Kleinsorge E., Loteste A. , Gigena F., Poletta G., Loteste A, Parma J. y Campana M. Trabajo presentado en: VI Congreso Latinoamericano De Mutagenesis, Carcinogenesis y Teratogenesis Ambiental XIV Congreso Argentino De Toxicologia I Jornada Transandina De Toxicología (Mendoza-Argentina 1 al 4 de Noviembre de 2005) Recibiendo en esa oportunidad la primera mención en el área Mutagénesis Bibliografía CAMPANA MA; PANZERI AM; MORENO VJ; DULOUT FN (1999) Genotoxic evaluation of the pyrethroid lambda-cyhalothryn using the micronucleus test in erythrocytes of the fish Cheirodon interruptus interruptus. Mutat. Res., 438: 155-161. GUSTAVINO K; SCORNAJENGHI A; MINISSI S; CICCOTTI E (2001). Micronuclei induced in erythrocytes of Cyprinus carpio (teleostei, pisces) by X-rays and colchicine. Mutat. Res., 494: 151-159. HAYASHI, M.; UEDA, T.; UYENO, K.; WADA, K.; KINAE, N.; SAOTOME, K.; TANAKA, N.; TAKAI, A.; SASAKI YF; ASANO N; SOFUNI T; OJIMA Y (1998). Development of genotoxicity assay systems that use aquatic organisms. Mut. Research, 399:125–133. KOPPE GRISOLIA C; TORRES CORDEIRO CM (2000). Variability in micronucleus induction with different mutagens applied to several species of fish. Genetics and Mol. Biol., 23(1): 235-239. RODRIGUEZ FERREIRO G; CANCINO BADÍAS L; LOPEZ-NIGRO M; PALERMO A; MUDRY M; GONZÁLEZ ELIO P; CARBALLO M (2002) DNA single strand breaks in peripheral blood lymphocytes induced by three nitroimidazole derivatives. Toxicology Letters 132: 109–115 SINGH NP; MCCOY MT; TICE RR; SCHEIDER EL (1988) A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp. Cell Res. 237 (3–4): 123–130. HARTMANN A; AGURELL E; BEEVERS C; BRENDLER-SCHWAAB S; BURLINSON B; CLAY P; COLLINS A; SMITH A; SPEIT G; THYBAUD V & TICE RR (2003) Recommendations for conducting the in vivo alkaline Comet assay. Mutagenesis.18 (1):.45–51. FERRARO MC, FENOCCHIO AS, MANTOVANI MS, DE OLIVEIRA RIBEIRO C, CESTARI MM (2004) Mutagenic effects of tributyltin and inorganic lead (Pb II) on the fish H. malabaricusas evaluated using the comet assay and the piscine micronucleus and chromosome aberration tests. Genet. and Molec. Biol, 27, 1:103-107