Biomarcadores para la detección de metales pesados

Diversos genes de la planta Arabidopsis thaliana y de las bacterias Escherichia coli y Pseudomonas fluorescens pueden ser utilizados como biomarcadores tempranos de estrés por metales pesados, según la tesis doctoral desarrollada por María Teresa Gómez Sagasti, investigadora de NEIKER-Tecnalia, dependiente de la Viceconsejería de Agricultura, Pesca y Política Alimentaria del Gobierno Vasco y la UPV/EHU.

Estos nuevos biomarcadores de exposición temprana a metales pesados complementan la batería de indicadores biológicos tradicionalmente utilizados para evaluar el impacto de la contaminación metálica sobre los ecosistemas receptores. Los genes seleccionados como biomarcadores de toxicidad en plantas y bacterias presentan un gran potencial para su implementación en bioensayos para la evaluación de riesgo ambiental, así como en la monitorización de la eficacia de procesos de remediación de entornos contaminados.

En esta tesis doctoral se han realizado bioensayos exponiendo durante breves periodos de tiempo a la planta modelo Arabidopsis thaliana y a las bacterias Escherichia coli y Pseudomonas fluorescens a varios metales tóxicos de forma simultánea con el objetivo de analizar sus perfiles de expresión génica mediante el empleo de microarrays de DNA, con el fin de determinar los cambios moleculares inducidos por dicha exposición e identificar biomarcadores tempranos de toxicidad por metales pesados.

Los resultados obtenidos en la tesis doctoral, dirigida por José María Becerril Soto (UPV/EHU) y Carlos Garbisu Crespo (NEIKER-Tecnalia), han contribuido a incrementar el conocimiento actual sobre las bases moleculares de los mecanismos implicados en la tolerancia y toxicidad de los metales en Arabidopsis thaliana, Escherichia coli y Pseudomonas fluorecens.

La importancia de esta investigación radica en que en una época de gran presión medioambiental, donde la contaminación creciente se perfila como una seria amenaza para la salud humana y de los ecosistemas, los estudios genéticos/bioquímicos/fisiológicos con organismos modelo suministran información de gran valor para la evaluación y gestión de entornos contaminados.

La implantación de tecnologías de remediación de entornos contaminados depende, en gran medida, de los datos químicos, toxicológicos y ecológicos aportados por la evaluación de riesgo ambiental. La evaluación de riesgo ambiental requiere el desarrollo de ensayos toxicológicos con organismos modelo de cara a esclarecer las relaciones dosis-efecto para los contaminantes objeto de estudio.

Los análisis de expresión génica aplicados a los ensayos toxicológicos han permitido profundizar en la respuesta de organismos modelo sometidos a estrés por exceso de metales pesados y detectar de forma precoz la toxicidad causada por dichos contaminantes metálicos. Uno de los principales hitos en los análisis de expresión génica ha sido, sin duda, la utilización de los microarrays de DNA como herramientas de diagnóstico en los bioensayos con organismos modelo realizados en el marco de la evaluación de riesgo ambiental.