Se realizó un estudio de caso sobre la evaluación de los efectos combinados de la radiación gamma y el uranio empobrecido en el salmón del Atlántico para proponer un enfoque conceptual para la evaluación de efectos combinados utilizando datos de expresión génica global. El artículo fue seleccionado como el mejor artículo de toxicología en 2018 por la Sociedad Noruega de Farmacología y Toxicología (NSFT). Crédito:Instituto Noruego de Investigación del Agua (NIVA)
Como el número de nuevos productos químicos utilizados en la industria, alimentos y productos de consumo aumenta constantemente, también lo es la liberación química al medio ambiente, y la necesidad de comprender los efectos adversos de las mezclas químicas se vuelve cada vez más urgente. Además, Los productos químicos pueden actuar en combinación con factores estresantes no químicos (p. ej., radiación, temperatura, pH, etc.) para producir efectos estresantes múltiples inesperados. Aunque la concentración o dosis de cada uno de los factores estresantes puede ser baja en el medio ambiente, el potencial de efectos dañinos de la combinación de factores estresantes ha preocupado a los investigadores durante años. Nadie ha podido predecir completamente los efectos de múltiples factores estresantes; pero un nuevo concepto y enfoque desarrollado por investigadores del Instituto Noruego de Investigación del Agua (NIVA) es probablemente un paso en la dirección correcta.
"Entender cómo los factores de estrés en bajas concentraciones o dosis interactúan entre sí, y cómo la interacción afecta a un organismo, ha sido un gran desafío. Como paso inicial para responder a esto, Desarrollamos un enfoque para desentrañar las interacciones de los factores estresantes a nivel molecular, ", dice el investigador You Song de NIVA.
El enfoque fue desarrollado por Song y sus colegas de NIVA, la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida y la Universidad de Gante. Además de este nuevo enfoque, El equipo de investigación también propuso un flujo de trabajo novedoso para utilizar al máximo los datos genómicos de alto contenido (HC) para comprender los efectos cóctel de los factores estresantes ambientales:
"El nuevo enfoque facilitará la revelación de las posibles interacciones entre los factores estresantes. Esta información es crucial para la evaluación del peligro acumulativo de los factores estresantes químicos y no químicos". que es la base para la evaluación del riesgo acumulativo y la toma de decisiones regulatorias, "Song explica.
Vincular la exposición a los genes y las funciones biológicas
Para su estudio, Song y sus colegas expusieron el salmón del Atlántico a radiación gamma y uranio empobrecido, e investigaron los efectos sobre la expresión génica en el hígado de pescado. Descubrieron que más de 3000 genes se expresaban de manera diferencial en los peces expuestos y podían vincular algunos de los genes expresados de manera diferente a ciertas funciones biológicas como la respuesta al estrés oxidativo, Daño en el ADN, carcinogénesis y otras vías de toxicidad.
Efectos biológicos de la radiación gamma y el uranio. Crédito:You Song, NIVA
- Obtuvimos algunos hallazgos interesantes cuando investigamos la expresión génica. Por ejemplo, para algunos genes, la combinación de radiación gamma y exposición al uranio conduce a cambios sinérgicos en la expresión génica, a pesar de que las dos exposiciones individualmente no dieron lugar a un cambio significativo del mismo gen, Song explica.
"Hallazgos como este, y todos los demás datos obtenidos a partir del análisis de la expresión genética, son piezas de un rompecabezas que podemos usar para comprender mejor el mecanismo detrás de cómo los factores estresantes, y la interacción entre factores estresantes, potencialmente conducir a ciertos efectos adversos, "dice Knut Erik Tollefsen, científico investigador senior en NIVA.
De moléculas a población
A pesar de los resultados prometedores, el método desarrollado por Song y sus colegas todavía solo se puede utilizar para interpretar efectos tóxicos a nivel molecular. Pero Song cree que en un futuro próximo se seguirán desarrollando mejores enfoques para la extrapolación entre los efectos genómicos y orgánicos. de modo que se pueda utilizar para predecir los efectos de múltiples factores de estrés también a nivel de organismo o población.
"Existe el requisito de menos experimentación con animales en el futuro. El uso de enfoques alternativos como la toxicogenómica, El cribado de alto rendimiento in vitro (HTS) y los modelos de predicción computacional muestran promesas de cumplir con este requisito, "You Song concluye.
