Estudio in vitro de las respuestas celulares asociadas con la exposición a contaminantes emergentes

Resumen

En una sociedad industrializada como la actual, los procesos de fabricación de productos de consumo, así como las actividades comerciales y de la vida diaria, suponen la emisión constante al medio ambiente de una gran variedad de productos químicos. A pesar de que muchos de ellos se han venido utilizando durante décadas, apenas tenemos información de sus efectos para nuestra salud y la de nuestro entorno. Entre los xenobióticos que demandan una atención más urgente se encuentran los denominados ¿contaminantes emergentes¿, un grupo de sustancias químicas entre las que se incluyen, entre otros, plastificantes, fármacos y productos de cuidado personal y compuestos perfluorados. El empleo de animales de experimentación en Toxicología ha conllevado en las últimas décadas un creciente número de conflictos científicos, humanitarios, legislativos y económicos. En paralelo a la mayor demanda de información sobre los efectos para la salud de las sustancias químicas, se viene produciendo una mayor presión para disminuir los experimentos con animales. Las estrategias de evaluación in vitro representan una aplicación manifiesta del principio de las 3Rs, que ofrece soluciones a los problemas causados por la actual dependencia de los modelos de experimentación animal. Concretamente, los modelos celulares in vitro empiezan a ser considerados una herramienta muy conveniente en los procesos de valoración toxicológica, capaz de proporcionar un conocimiento más exhaustivo de las bases mecanicistas de los efectos tóxicos de los xenobióticos a nivel sistémico, celular y molecular. En este sentido, el estudio de las alteraciones de procesos celulares básicos y la determinación de las dosis y los tiempos de exposición que ocasionan efectos adversos resultan una pieza fundamental para la evaluación del riesgo toxicológico. En el presente estudio se ha planteado una estrategia integrada en la se han combinado distintas aproximaciones experimentales con un análisis multiparamétrico, empleando líneas celulares en cultivo, en su mayoría humanas, para evaluar las respuestas celulares resultantes de la exposición a tres contaminantes de interés emergente. El di (2-etilhexil) ftalato es una sustancia química de alta producción ampliamente utilizada como un plastificante en los productos de PVC. Debido a su presencia ubicua y la exposición constante de la población general, este compuesto ha sido objeto de extensos estudios toxicológicos. A pesar de la información disponible, los datos sobre la citotoxicidad del DEHP en células de mamífero son relativamente limitados. Los resultados de nuestro estudio revelan que 24h de exposición a DEHP induce en las células Vero y HaCaT una reducción de la viabilidad celular dependiente de dosis, así como una inhibición de la proliferación celular vinculada a un retraso del ciclo celular en la fase G1. Además, nos proporcionan la prueba sin precedentes de que, a dosis de relevancia clínica, el compuesto desencadena en las células de mamífero una respuesta de estrés de retículo endoplásmico, un mecanismo emergente en la patogénesis y progresión de enfermedades metabólicas y otras enfermedades humanas. El triclosán es un agente antimicrobiano de amplio espectro que se ha venido utilizando como conservante de forma habitual durante los últimos 40 años, lo que ha provocado que en la actualidad constituya uno de los compuestos químicos más detectados en el medio ambiente. Aunque existen numerosos estudios que asocian la exposición a este compuesto con diversos efectos adversos para la salud humana y ambiental, resulta especialmente preocupante el desconocimiento que existe hasta la fecha sobre los mecanismos subyacentes a sus efectos nocivos. En el presente estudio hemos demostrado que exposiciones de 120h a bajas concentraciones del compuesto (0.5/1 µM) ejercen un claro efecto mitogénico e incrementos de ploidía en las líneas celulares HaCaT, MDA y MCF7. Nuestro estudio también reveló que los tratamientos de 24h ejercieron un efecto antiproliferativo concomitante con la inducción de daño al ADN. El ácido perfluorooctanoico pertenece al grupo de los tensioactivos perfluoralquilados, compuestos orgánicos altamente estables empleados masivamente desde hace más de 50 años en la fabricación de revestimientos plásticos, detergentes, teflón y Gore-Tex®. Debido a su presencia ubicua y su elevado tiempo de retención en los tejidos, diversos estudios toxicológicos se han centrado en analizar los posibles efectos adversos del compuesto, sin embargo su mecanismo de acción no está completamente caracterizado. Nuestros resultados han demostrado que los efectos producidos por el PFOA en las células HeLa y HaCaT no revierten con la retirada del compuesto durante 48 horas. Estos efectos, relacionados con el daño de la membrana plasmática y la inducción de estrés oxidativo, dieron lugar en las células HeLa a una respuesta adaptativa. Por su parte, las células HaCaT presentaron un fenotipo compatible con procesos de senescencia celular después de permanecer 8 días en cultivo en medio libre de droga. Aunque aún falta mucha investigación por hacer, los nuevos datos mecanicistas aportados en este estudio pueden contribuir sustancialmente a la información sobre los efectos tóxicos de estos contaminantes emergentes en células de mamífero. Nuestros resultados también ponen de relieve la importancia de establecer con mayor precisión las relaciones de causalidad entre los productos químicos industriales ampliamente utilizados y las en