Revisado por la Dra. Mary Cooke, Ph.D.

La investigación científica en áreas como el desarrollo de fármacos y la industria alimentaria requiere pruebas rigurosas de nuevos compuestos químicos para determinar su seguridad para el mercado abierto y el uso humano.

Una prueba vital es la de los posibles efectos genotóxicos de una sustancia. Este artículo ofrecerá una visión general del tema y de por qué es tan importante que se compruebe.

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¿Qué es la genotoxicidad?

En genética, la genotoxicidad es un término que describe las propiedades de las sustancias químicas relativas a su capacidad para causar daños en el material genético. Esto puede dar lugar a mutaciones y, posiblemente, a varios tipos de cáncer.

La genotoxicidad es similar y puede confundirse con la mutagenicidad, salvo que todas las sustancias mutagénicas son genotóxicas, mientras que, por el contrario, no todas las sustancias genotóxicas son mutagénicas.

La genotoxicidad puede provocar efectos indirectos o directos en el ADN, incluyendo la inducción de mutaciones, la activación de eventos inoportunos y el daño directo del ADN que da lugar a mutaciones. Provoca cambios directos y heredables que pueden transmitirse a futuras generaciones de células.

Si bien esto normalmente sería mitigado por el organismo a través de la reparación del ADN o el proceso de apoptosis (muerte celular controlada), el daño no siempre puede fijarse, lo que conduce a la mutagénesis.

Las genotoxinas pueden incluir sustancias químicas y radiación. Dependiendo de sus efectos dentro de un organismo, las genotoxinas pueden clasificarse así:

• Carcinógenos (agentes causantes de cáncer)
• Mutágenos (agentes causantes de mutaciones)
• Teratógenos (agentes causantes de defectos de nacimiento)

Hay dos efectos diferentes de un agente genotóxico en un organismo eucariota dependiendo del tipo de célula que se vea afectada. En las células somáticas, el daño genético puede dar lugar a malignidad (cáncer), mientras que en las células germinales pueden producirse mutaciones hereditarias que den lugar a defectos de nacimiento.

Los daños comunes causados por los agentes genotóxicos incluyen roturas de la cadena simple y doble del ADN, aberraciones cromosómicas estructurales y numéricas, mutaciones puntuales y pérdida de la reparación por escisión. El conocimiento de los efectos potenciales de la sustancia química es vital si se quiere garantizar la seguridad pública.

Pruebas de genotoxicidad: ¿Cómo funciona?

La evaluación de los efectos de genotoxicidad de diversos materiales para su uso como componentes de medicamentos es vital. Por ejemplo, el cromo, que es un metal de transición, puede provocar lesiones en el ADN que pueden conducir a la carcinogénesis.

Los alcaloides de pirrolizidina son sustancias que se dan en las especies vegetales pero que son tóxicas para los animales, incluidos los humanos. Casi la mitad de los AP se clasifican como genotóxicos y muchos son tumorigénicos. Muchas sustancias químicas tienen el potencial de ser genotóxicas y, por extensión, mutagénicas.

Pueden utilizarse muchas técnicas diferentes para comprobar la genotoxicidad de una sustancia. Pueden ser pruebas in vivo o in vitro e incluyen:

• Ensayo de Ames – Esta técnica comúnmente utilizada utiliza múltiples cepas bacterianas de Salmonella typhimurium para comparar diferentes cambios genéticos y evaluar la genotoxicidad de una sustancia. Las bacterias se incuban con histidina, que necesitan pero no pueden producir. Cualquier cepa que quede viva al final de la prueba habrá mutado para sintetizar histidina, lo que indica que la sustancia química es potencialmente genotóxica. Esta técnica es útil para identificar mutaciones puntuales y de cambio de marco.
• Ensayo Comet (electroforesis en gel de una célula) – Otra técnica comúnmente utilizada que mide las roturas de la cadena de ADN en las células. Las células se incrustan en agarosa y se lisan con detergentes y alta sal. Se forman estructuras en forma de cometa (de ahí el nombre) con hebras de ADN dañadas que contienen roturas de doble cadena que migran hacia el ánodo. Esta técnica es ventajosa porque puede detectar niveles bajos de daño en el ADN y es un procedimiento relativamente sencillo y barato que produce resultados rápidos. Sin embargo, un ensayo cometa no revela el mecanismo subyacente del efecto genotóxico de la sustancia química.
• Prueba de micronúcleos (MN) – Se trata de una técnica toxicológica ampliamente reconocida como uno de los ensayos más fiables y exitosos para los estudios genotóxicos. Un micronúcleo es un núcleo errático que contiene fragmentos cromosómicos que se forman durante la anafase de la mitosis o la meiosis durante la replicación celular. Al estudiar el número de micronúcleos producidos en las células que han sido expuestas a la sustancia química analizada, se pueden evaluar las propiedades genotóxicas y mutagénicas potenciales.

Muchos estudios de genotoxicidad utilizan múltiples métodos de ensayo en conjunción con otros para construir una imagen completa del potencial genotóxico de una sustancia química.

Talidomida: un ejemplo de la necesidad de realizar pruebas rigurosas de genotoxicidad

Las pruebas de los posibles efectos adversos de los medicamentos nuevos y novedosos son de vital importancia para garantizar la seguridad pública. Un caso histórico famoso que podría haberse evitado si se hubieran realizado ensayos genotóxicos adecuados es el de la talidomida, un fármaco sedante descubierto en la década de 1950 que se recetó a las mujeres embarazadas para aliviar las náuseas, pero que causó graves anomalías fetales, incluyendo defectos en las extremidades y la ausencia de aberturas normales del tracto gastrointestinal en miles de niños de todo el mundo.

Aunque el capítulo fue trágico, condujo a la adopción de procedimientos de prueba más rigurosos y a una serie de regulaciones para la industria farmacéutica.

Esto refuerza la necesidad de este tipo de pruebas para garantizar la seguridad pública cuando se lanza un nuevo fármaco al mercado y el cribado adecuado de las propiedades genotóxicas de los productos químicos que pueden ser liberados para su uso en diversas industrias.

Lectura adicional

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• ¿Qué es la genética?
• Historia de la genética
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Escrito por

Reginald Davey

Reg Davey es un redactor y editor independiente con sede en Nottingham, en el Reino Unido. Escribir para News Medical representa la unión de varios intereses y campos en los que ha estado interesado e involucrado a lo largo de los años, incluyendo la Microbiología, las Ciencias Biomédicas y las Ciencias Ambientales.

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