Presentación del grupo 5140 - 2011-1.

TALLER: INTRODUCCIÓN A LA TOXICOLOGÍA GENÉTICA Y AMBIENTAL

Responsable:

1.Dra. Patricia Ramos Morales, Lab. de Genética y Toxicología Ambiental, Edif A, Planta Baja, Fac. Ciencias, Tel. 5622-5436, e-mail: prm@ciencias.unam.mx

Profesores participantes:

2.Dra. María Eugenia Gonsebatt B. Depto. Medicina Genómica y Toxicología Ambiental, del Instituto de Investigaciones Biomédicas, U.N.A.M. Tel 5622-9179, margen@servidor.unam.mx

3.Dra. Regina Dorinda Montero Montoya, Depto. de Medicina Genómica y Toxicología Ambiental, del Instituto de Investigaciones Biomédicas, U.N.A.M. Tel. 5622-9175 dorinda@correo.biomedicas.unam.mx

4.Dr. Jesús Javier Espinosa Aguirre, Depto. de Medicina Genómica y Toxicología Ambiental, del Instituto de Investigaciones Biomédicas, U.N.A.M. Tel. 5622-9214, jjea@servidor.unam.mx

5.Dr. Rafael Camacho Carranza, Depto. de Medicina Genómica y Toxicología Ambiental, del Instituto de Investigaciones Biomédicas, U.N.A.M. Tel. 5622-9214, rcamacho@biomedicas.unam.mx

6.Biól. Blanca Rosa Hernández Bernal, Banco de Moscas, Vivario, Fac. Ciencias, UNAM. Tel. 5622-5194, brhb@ciencias.unam.mx

Antecedentes y perspectivas.

La toxicología ambiental estudia del impacto de tóxicos o venenos (contaminantes) en los organismos con la intención de establecer límites de seguridad en la exposición o uso de éstos, de manera que el riesgo de daño para las poblaciones sea el mínimo posible. De manera particular, en la toxicología genética el interés se centra en el impacto que representan los tóxicos en el material hereditario de los organismos. A aquellos agentes que tienen la capacidad de alterar el material genético se les denomina genotóxicos y las consecuencias de su actividad se evalúan dependiendo del tipo de células afectadas: en células sexuales (mutación), en células somáticas (cáncer) y, si su efecto alcanza a células de organismos en proceso de formación, éste puede manifestarse como malformaciones que se observarán cuando el organismo culmine su desarrollo (y aún hasta su etapa reproductiva).

Por lo anterior, en este taller se introduce al alumno en el campo interdisciplinario de la toxicología genética que busca detectar e identificar tóxicos ambientales, así como conocer sus mecanismos de acción, de manera que puedan establecerse límites de seguridad en la exposición a genotóxicos. Un aspecto prioritario es determinar los cambios tempranos en los organismos o en las poblaciones expuestas de manera que constituyan una alerta de la presencia de genotóxicos y sea posible identificar al inductor del daño para evitar un mayor impacto en la exposición.

Organización de los laboratorios participantes:

En este taller participan cuatro laboratorios, tres de los laboratorios del Instituto de Investigaciones Biomédicas y uno de la Facultad de Ciencias. En los cuatro laboratorios se desarrolla investigación en Toxicología Genética, pero cada un involucra metodologías particulares y enfoques que van desde lo molecular a lo poblacional, pasando por lo organísmico y utilizando modelos experimentales, tanto in vitro e in vivo. Dependiendo del tipo de proyecto en desarrollo, se realiza trabajo de campo en el que se analizan aspectos fisicoquímicos, tipos de emisión, formas de dispersión de los contaminantes y su persistencia en el ambiente para determinar el efecto de éstos en los organismos que habitan las zonas afectadas, sean plantas, animales y aún en el humano.

Dra. Ma. Eugenia Gonsebatt B.

Línea de investigación en toxicología ambiental:

Caracterización de los biomarcadores sensibles y relevantes en la determinación del daño a la salud y al ambiente por agentes tóxicos.

La investigación en toxicología desempeña un papel dual. Uno de ellos es el diseño de métodos y ensayos para el análisis de riesgo que definan el impacto de los agentes genotóxicos presentes en el ambiente y el segundo papel es el investigar mediante las pruebas apropiadas la manera de detectar la presencia y los mecanismos de acción de las sustancias tóxicas. En ese sentido nos interesa desarrollar metodologías que nos permitan conocer el daño a la salud y el ambiente.

Dr. Jesús Javier Espinosa Aguirre

Dr. Rafael Camacho Carranza

Nuestro laboratorio se orienta al estudio del metabolismo de xenobioticos y su activación por enzimas citocromo P450, tanto de humanos como de parásitos eucariontes y procariontes; así como por nitroreductasas bacterianas. Un segundo enfoque en el laboratorio se orienta al estudio de la estabilidad del genoma bacteriano y el efecto de los xenobioticos en el mismo.

Las metodologías comunes del laboratorio involucran: ensayos bioquímicos para medir actividad enzimática, ensayos Western, clonación, PCR, ensayos recombinogénicos, mutagénesis dirigida y aleatoria en sistemas bacterianos y ensayos de Ames.

El Dr Espinosa es experto en metabolismo de xenobioticos, el Dr Camacho es experto en genética molecular.

Dra. Regina Montero Montoya

El enfoque de nuestro laboratorio es la determinación y el desarrollo de biomarcadores de genotoxicidad y otros relacionados, útiles para aplicar en estudios de grupos humanos que estén expuestos a sustancias químicas tóxicas presentes en ambiente ocupacional, en ambiente abierto o a las que se expongan debido a su estilo de vida. El desarrollo de estos biomarcadores y su validación comprende el uso de modelos animales, de cultivos de células, así como estudios en humanos expuestos.

Dra. Patricia Ramos Morales

Biól. Blanca Rosa Hernández Bernal

Nos enfocamos a la identificación de biomarcadores tempranos de efecto asociados con la exposición crónica a bajas concentraciones de genotóxicos en organismos completos (in vivo). Se utilizan diversas metodologías basadas en Drosophila melanogaster y otros insectos para evaluar efecto genotóxico en células germinales (mutación), somáticas (cáncer), reprotóxico (disruptores sexuales, fertilidad y fecundidad). Por las ventajas que ofrecen los insectos se han desarrollado metodologías para evaluar el impacto de los genotóxicos durante el desarrollo (malformaciones). Se analiza la inducción de eventos genéticos terminales como: mutaciones letales recesivas y dominantes, pérdida de cromosomas autosómicos y sexuales, alteración de la integridad del DNA, errores en la segregación de cromosomas, reparación in vivo de daño al DNA, participación del metabolismo en el daño inducido, alteración de la fertilidad, la fecundidad y muchos más. Este organismo se ha calibrado para monitorear el efecto de los genotóxicos en condiciones de campo y actualmente es referencia para el diseño de metodologías alternativas con otros organismos.El nivel de análisis incluye célula, organismo, o población y el efecto transgeneracional de genotóxicos.

Objetivos generales del taller:

• Introducir al alumno en la Toxicología Genética, su objeto de estudio y las estrategias para la evaluación de eventos genéticos terminales.

• Detectar e identificar a los agentes genotóxicos presentes en el ambiente y a los de nueva síntesis, antes de que sean introducidos al ambiente.

• Comprender los mecanismos del daño previo al cáncer para desarrollar estrategias para prevenirlo.

• Establecer de manera cualitativa y cuantitativa el impacto de la exposición a agentes que dañan el material genético, tanto de origen natural como antropogénico.

Resumen de las actividades que desarrollarán los alumnos por nivel:

Nivel I. El alumno: conocerá las principales técnicas utilizadas en el área y seleccionará el proyecto académico de su interés, realizará una salida de campo y revisará bibliografía especializada. Participa en los seminarios del laboratorio.

Nivel II. El alumno selecciona el subproyecto de su interés, se entrena en las metodologías necesarias para realizarlo, desarrolla estrategias metodológicas y calibra la o las formas de registrar la respuesta de interés y define las técnicas que utilizará en el análisis de los resultados. Revisa bibliografía especializada, realiza experimentos preliminares. Participa en los seminarios del laboratorio y reuniones académicas.

Nivel III. Realiza experimentos y/o toma de muestras en campo, Revisa literatura especializada y participa en reuniones académicas relacionadas con el área. Redacta informe. Participa en los seminarios del laboratorio.

Nivel IV. Procesa material, registra y analiza resultados. Presenta resultados preliminares en reuniones académicas. Redacta el informe final. Participa en los seminarios del laboratorio.

Actividades de campo

Con la finalidad de que el alumno tenga la opción de conocer ejemplos reales de contaminación se han diseñado diferentes salidas procurando que el tiempo y costo de éstas sea lo más bajo posible.

Inicialmente el trabajo de campo se enfocó a calibrar a la mosca del vinagre como un biomonitor de contaminación ambiental en campo, modificando las metodologías utilizadas en laboratorio y desarrollando nuevas alternativas de trabajo con este organismo. Posteriormente se ha iniciado la calibración de otros organismos, respondiendo a la necesidad de abarcar ambientes con características ecológicas particulares. A partir del trabajo de campo se ha buscado involucrar al alumno en casos concretos de contaminación, con la finalidad de desarrollar estrategias de campo para la evaluación del impacto de los contaminantes en el material genético que puedan, eventualmente ser utilizadas para estudiar casos particulares.

Criterios para la evaluación de los alumnos para cada nivel del taller.

Es sumamente importante la puntualidad y regularidad en la asistencia de acuerdo con el horario establecido y con base en el número de horas correspondientes al nivel de taller: 12 h en los niveles I y II y 18 h en los niveles III y IV. En cada nivel, el alumno es evaluado con respecto a: participación en los seminarios, asistencia a la salida de campo y entrega de reportes, ejercicios y la participación en la discusión de artículos y en seminarios. La realización de las actividades asignadas en los tiempos planeados para ello. Asistencia y participación en reuniones académicas.

Número de estudiantes que pueden incorporar anualmente.

Por la dinámica del taller, es importante que nuevos estudiantes se incorporen en cada semestre, sin embargo, debido a que los alumnos requieren supervisión personal por el tipo de sustancias que se utilizan y a la restricción de espacio en los laboratorios participantes, no es posible aceptar un número mayor de estudiantes, por esta razón el taller recibe 3 a 6 alumnos cada semestre.

Los requerimientos físicos (salón o laboratorio) del taller.

Todas las actividades del taller se realizan en cada uno de los laboratorios participantes. En caso de ser necesario para el desarrollo de alguna técnica particular podría utilizarse el espacio del taller de genética.

Infraestructura y otras facilidades con las que cuente el grupo de profesores para garantizar el buen término de los proyectos.

En este taller participan cuatro laboratorios independientes, tres ubicados en el Departamento de Medicina Genómica del Instituto de Investigaciones Biomédicas y uno en la Facultad de Ciencias. Los laboratorios participantes cuentan con la infraestructura necesaria para desarrollar la investigación que se realiza en cada uno de ellos y de manera continua obtienen financiamiento para desarrollar sus proyectos, ya sea proveniente de organizaciones nacionales o de organizaciones en el extranjero.

Los alumnos del taller se integran a estos proyectos a través de subproyectos particulares, por lo que, en general, se cuenta con la infraestructura y recursos para que los alumnos realicen sus actividades.

Los profesores participantes hacen investigación activa y mantienen relaciones académicas con investigadores nacionales e internacionales, lo anterior favorece que el alumno tenga la posibilidad de realizar estancias en laboratorios nacionales o en el extranjero para aprender o realizar técnicas particulares de su proyecto, lo que además amplía sus posibilidades para continuar su formación académica a través de programas de posgrado.

·Listado de las posibles áreas y temas de elaboración de tesis profesional en el taller.

Identificación de biomarcadores tempranos asociados a la exposición crónica a bajas concentraciones de genotóxicos en organismos completos (in vivo).

Determinación del efecto citotóxico y genotóxico de los nanotubos en la estabilidad del genoma bacteriano

Búsqueda de nuevos genes bacterianos involucrados en nitroactivación de mutágenos y en la resistencia a antibióticos nitroactivables.

Determinación de frecuencias de polimorfismos metabólicos relevantes para la activación de compuestos químicos tóxicos dentro del organismo, y la búsqueda de correlaciones con biomarcadores de exposición, como aductos en DNA, o de efecto biológico temprano, como micronúcleos.

Relación entre la sobreexpresión de proteínas transmembranales y el aumento de la migración y proliferación de células de adenomarcinoma gástrico.

Localización de proteínas transmembranales y su interacción con proiteínas citosólicas en células cancerosas.

Efecto de la presencia de bacterias de la mucosa gástrica en la inducción de úlceras gástricas y cáncer gástrico.

Evaluación del daño genético en mujeres embarazadas y sus hijos por la exposición ambiental a dioxinas producidas por actividad industrial.

Actividad antimutagénica de derivados vegetales como captadores de radicales libres y la inhibición de la tasa metabólica de los carcinógenos por las enzimas de fase I.

Relación entre biomarcadores de toxicidad y genotoxicidad para evaluar in vivo efectos mutagénicos, carcinogénicos, teratogénicos, reprotóxicos y transgeneracionales.

Evaluación del daño genotóxico inducido por compuestos volátiles y su relación con el estrés oxidante y la alteración de la actividad metabólica de xenobióticos.

Inducción de diferentes Citocromo P450 en epitelio nasal de fumadores y detección de aneuploidías en lesiones precancerígenas.

Evaluación de sistemas enzimáticos en parásitos con capacidad para activar xenobióticos

Evolución de la regulación de la expresión genómica.

Genómica funcional y metabolómica de la deficiencia y exceso de biotina.

Criterios para la evaluación de los alumnos para cada nivel del taller.

Asistencia puntual y regular

Horario: Lu, Mi y Vi de 11 a 14 h y con base en el número de horas correspondientes al nivel de taller: 12 h en los niveles I y II, 18 h en los niveles III y IV.

En cada nivel, el alumno es evaluado con respecto a: participación en los seminarios, asistencia a la salida de campo y entrega de reportes, ejercicios y la participación en la discusión de artículos y en seminarios. La realización de las actividades asignadas en los tiempos planeados para ello.

Estudiantes que pueden incorporar semestralmente: 6

Reunión: Miércoles 4 de agosto, 12 h, Laboratorio de Genética y Toxicología Ambiental.Edificio A, planta baja. Tel. 56-22-54-36