Actualmente, una de las principales preocupaciones en materia ambiental es el impacto que tienen diversos contaminantes en los organismos acuáticos del mundo. Entre la gran variedad de xenobióticos que se encuentran en los sistemas acuáticos podemos encontrar metales, plaguicidas, hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs, por sus siglas en inglés), compuestos endocrinos (EDCs, por sus siglas en inglés) y perfluoroquímicos (PFASs, por sus siglas en inglés), entre otros.

Recientemente, los PFASs (compuestos organofluorados conocidos por sus cadenas largas de átomos de carbono unidas a grupos de flúor mediante enlaces covalentes fuertes y polarizados) han empezado a causar gran preocupación por la presencia de estos y sus efectos en los organismos acuáticos. Los PFASs se encuentran comúnmente en los productos resistentes a las manchas de aceite o que repelen el agua o en diversos adhesivos, entrando a los sistemas acuáticos principalmente a través de las descargas de las aguas residuales.

En particular se ha reportado en estudios de laboratorio con PFASs que los de cadena larga como el ácido perfluorooctanoico (PFOA, por sus siglas en inglés) y Sulfonato de perfluorooctano (PFOS, por sus siglas en inglés), causan toxicidad hepática, alteran el metabolismo de los lípidos, y están asociados con efectos en los sistemas inmunológico, endocrino, el desarrollo embrionario y neuronal en mamíferos y peces. Sin embargo, a pesar de la gran evidencia de trabajos realizados en el laboratorio que relacionan la exposición de PFASs con efectos adversos en la salud, pocos estudios han podido asociar la exposición de PFASs a los cambios en la salud de los organismos debido a la variabilidad ambiental y amplio rango de exposiciones en el ambiente.

El surgimiento de las ciencias ómicas, nuevas disciplinas como la genómica y transcriptómica (entre otras), han contribuido a la identificación de genes y rutas moleculares que pueden dar lugar a alteraciones fenotípicas en los organismos. En particular la transcriptómica se enfoca al estudio del genoma que se expresa en una célula en una etapa determinada, mediante la caracterización global de patrones de expresión utilizando herramientas como microarreglos y RNA-Seq (por sus siglas en inglés).

En contraste con complejas tecnologías tradicionales, exhaustivas y que están limitadas a un número específico de genes de interés, la aplicación de análisis masivos transcripcionales proporciona valiosa información sobre la toxicidad de los contaminantes en los organismos, una mejor comprensión de los mecanismos de acción de estos, y la posibilidad de evaluar el impacto de éstos en la salud de los organismos (Denslow and Sabo-Attwood 2015). Por lo cual la aplicación de estos ha empezado a ser considerado como fundamental y de gran utilidad en estudios ecotoxicológicos, así como en otras áreas.

Representación del número de genes expresados diferencialmente en los tejidos colectados de los lagos evaluados. Las respuestas transcripcionales fueron mas evidentes en los lagos de Calhoun y Twin en los tejidos de gonadas e hígado, comparados con el lago de Medicine. Nota: Se utilizaron dos lagos de referencia como sitios control, Upper Prior lago fue usado como control para el lago Medicine y Steiger fue usado como control para los lagos Twin y Calhoun (fuente Colli-Dula et al., 2016).

Recientemente, en un estudio publicado por investigadores de la Universidad de Florida, la Agencia de control de la contaminación de Minnesota (MPCA, por sus siglas en inglés) y el Centro de Innovación de agua dulce del colegio de Northland, se investigó si los peces con altos niveles de PFASs mostraban evidencias de efectos adversos a nivel del transcriptoma. Se planteó que los peces con mayores niveles de PFASs exhibirían respuestas moleculares en el hígado y gónadas asociadas con un estrés oxidativo general y con una reproducción deteriorada.

Cambios en la expression de genes relacionados con el metabolismo del hígado en peces colectados de lagos altamente impactados; Calhoun A) y Twin B). Rutas construidas utilizando enriquecimiento de redes en Pathway Studio Elsevier (fuente Colli-Dula et al., 2016)

Se encontró una respuesta gradual en los cambios en la expresión génica de los peces con respecto a la concentración de PFASs detectados en los lagos de Minnesota y que podrían estar correlacionados. Se detectó en dos lagos altamente contaminados por PFASs y otros contaminantes la firma molecular de genes involucrados con el metabolismo de xenobióticos, el metabolismo de ácidos grasos, la respuesta inmune, degradación de la proteína, entre otros, que han sido reportados en estudios de laboratorio con exposiciones a PFASs (Collí-Dulá et al. 2016).

Este tipo de estudio muestra la utilizando de herramientas transcripcionales que contribuyen a identificar asociaciones de los xenobióticos con la salud de los organismos.

 

Referencias:

Collí-Dulá, R.C., Martyniuk, C.J., Streets, S., Denslow, N.D. and Lehr, R. 2016. Molecular impacts of perfluorinated chemicals (PFASs) in the liver and testis of male largemouth bass (Micropterus salmoides) in Minnesota Lakes. Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics 19, 129-139.

Denslow, N. and Sabo-Attwood, T. 2015. Molecular Bioindicators of Pollution in Fish. In: R.H. Armon and O. Hänninen (Eds), Environmental Indicators, Springer Netherlands, pp. 695-720.

Fotografía principal tomada por Jack Dykinga