Biomarcadores toxicológicos

Concepto de Biomarcador

Biomarcador o marcador biológico

Es aquella sustancia utilizada como indicador de un estado biológico. La medida de los niveles molecular, bioquímico o celular de los biomarcadores, tanto en poblaciones naturales provenientes de hábitats contaminados, como en organismos expuestos experimentalmente a contaminantes, indican que el organismo ha estado expuesto a sustancias tóxicas y la magnitud de la respuesta del organismo al contaminante.

Por tanto un biomarcador debe poder medirse objetivamente y ser evaluado como un indicador de un proceso biológico normal, estado patogénico o de respuesta a un tratamiento farmacológico.

Biomarcador toxicológico

Desde el punto de vista toxicológico, un biomarcador se puede definir, como la presencia de un xenobiótico en un fluido o tejido biológico y/o las alteraciones inducidas por el mismo sobre los componentes celulares o bioquímicos o sobre procesos, estructuras o funciones en un organismo vivo, que son cuantificables en un sistema biológico o muestra.^[1]

Características e importancia de los Biomarcadores

Una importante ventaja que supone el uso de biomarcadores es que considera las variaciones interindividuales (diferencias en la absorción, biodisponibilidad, excreción o en los mecanismos reparadores del ADN) e incluso, intraindividuales como consecuencia de una alteración fisiopatológica concreta en un período de tiempo determinado.Por otro lado, un inconveniente importante radica en que no pueden aplicarse a sustancias que ejercen sus efectos tóxicos de forma instantánea, o sustancias que tienen una tasa de absorción muy pequeña.^[2]

Un biomarcador ideal debería permitir una sencilla recolección de la muestra y fácil análisis. Debería ser específico para un tóxico, reflejar únicamente un cambio subclínico y reversible, permitir adoptar medidas preventivas y debe ser éticamente aceptable. La mayoría de los biomarcadores no cumplen todos los requisitos mencionados.

Resulta relevante destacar el importante papel que juegan los biomarcadores para facilitar actividades de diagnóstico, tratamiento, prevención, evaluación de la progresión de la enfermedad y respuestas a la terapia, así como su aplicación en la evaluación experimental toxicológica para el desarrollo de medicamentos o pesticidas. Además de su contribución en el desarrollo de diferentes campos de estudio como la toxicología, salud ocupacional y la carcinogénesis.

Clasificación de los biomarcadores

Los biomarcadores pueden clasificarse atendiendo a tres categorías, pero pueden, en ocasiones, pertenecer a más de una.^[3]^[4]

1. Biomarcador de exposición

Evalúa en un organismo la presencia de una sustancia exógena, un metabolito o el producto de la interacción entre el agente xenobiótico y una molécula o célula diana. . Se pueden distinguir a su vez dos subgrupos: selectivos y no selectivos, basándose en la especificidad de las pruebas de detección. Los biomarcadores selectivos se basan en la medida directa del tóxico o sus metabolitos en fluidos o tejidos biológicos y los no selectivos constituyen un grupo de indicadores inespecíficos de exposición.

2. Biomarcadores de susceptibilidad

Es un indicador de la sensibilidad individual, de la capacidad heredada genéticamente o adquirida de un organismo para responder a la exposición a una sustancia xenobiótica.

3. Biomarcador de efecto o respuesta

Evalúa la alteración bioquímica, fisiológica o de comportamiento producida en el organismo resultado de la exposición a xenobióticos y que puede ser asociada con una enfermedad. Incluyen modificaciones en la composición celular sanguínea, alteraciones en actividades enzimáticas, aparición de aductos del ADN, incrementos localizados de ARN-m, aumento de determinadas proteínas, e incluso aparición de anticuerpos específicos contra un xenobiótico o frente a fracciones celulares.

Biomarcadores en el campo de la toxicología

En las siguientes tablas se exponen algunos de los biomarcadores más relevantes en el campo de la toxicología, y el contexto en el que son usados.^[3]^[4]^[5]^[6]

Cardiotoxicidad
Biomarcador toxicológico.	Muestra Biológica	Manifestaciones clínicas / Sugerencia diagnóstica
CK-MB (Creatina Quinasa - MB)	Sangre	Necrosis cardiaca
Pro-BNP (Pro-hormona del Péptido Natriurético tipo B)	Sangre	Necrosis cardiaca
Troponina	Sangre	Necrosis cardiaca

Hematotoxicidad
Biomarcador toxicológico.	Muestra Biológica	Manifestaciones clínicas / Sugerencia diagnóstica	Posible tóxico
Actividad eritrocitaria del enzima ácido delta-amino levulínico deshidratasa (ALA-D)	Sangre	Alteraciones en la síntesis de hemoglobina	Plomo
Porfirinas	Hígado, sangre, orina o heces	Alteraciones en la síntesis de hemoglobina	Compuestos organoclorados

Hepatotoxicidad
Biomarcador toxicológico.	Muestra Biológica	Manifestaciones clínicas / Sugerencia diagnóstica
Transaminasas	Sangre	Necrosis hepática

Indicadores de Estrés oxidativo
Biomarcador toxicológico.	Muestra Biológica	Manifestaciones clínicas / Sugerencia diagnóstica	Posible tóxico
Actividad de Catalasa	Sangre	Estrés oxidativo
Actividad Glutatión reductasa	Sangre	Estrés oxidativo
Actividad peroxidasa	Sangre	Estrés oxidativo
Actividad superóxidodismutasa	Sangre	Estrés oxidativo
Glutatión	Sangre	Estrés oxidativo
Razón Glutatión oxidado (GSSG) / Glutatión reducido (GSH)	Sangre	Estrés oxidativo	Hidrocarburos aromáticos y halogenados, metales pesados, herbicidas y disolventes

Neurotoxicidad
Biomarcador toxicológico.	Muestra Biológica	Manifestaciones clínicas / Sugerencia diagnóstica	Posible tóxico
Actividad de acetilcolinesterasa (AChE)	Sangre total	Neurotoxicidad	Pesticidasorganofosforados y carbámicos
Aductos de hemoglobina	Sangre	Neurotoxicidad	Acrilamida, óxido de etileno y otros
Carboxihemoglobina	Sangre	Encefalopatía, parkinsonismo, aterosclerosis y vasculopatías.	Monóxido de carbono (CO)
Metahemoglobina	Sangre	Neurotoxicidad	Cianuros y nitrilos
Esterasa neurotóxica o esterasa diana de la neuropatía (NTE)	Sangre total	Polineuropatía retardada	Compuestos organofosforados

Nefrotoxicidad
Biomarcador toxicológico.	Muestra Biológica	Manifestaciones clínicas / Sugerencia diagnóstica
Alaninaaminopeptidasa	Orina	Nefropatía del túbulo proximal
Albúmina	Orina Sangre	Nefropatía glomerular Desnutrición
BUN (Nitrógeno uréico en Sangre)	Sangre	Necrosis renal
Creatinina	Sangre	Necrosis renal
Enzima lisosomalβ-N-acetil-D-glucosaminidasa (NAG)	Orina	Nefropatía el túbulo proximal
FA (Fosfatasa alcalina)	Orina Sangre	Nefropatía tubular Lesión hepática
Fibronectina	Sangre	Nefropatía glomerular
GGT (Gamma glutamiltransferasa)	Orina Sangre	Nefropatía tubular Lesión hepática
Glicoproteina de Tamm-Horsfall	Orina	Nefropatía del asa de Henle
LDH (Lactato Deshidrogenasa)	Orina Sangre	Nefropatía tubular Lesión hepática
NAG (n-acetilglucosamidasa)	Orina	Nefropatía tubular
Proteína de unión al retinol (RBP) o β2- microglobulina	Orina	Nefropatía del túbulo proximal
Proteínas	Orina	Nefropatía tubular

Otros
Biomarcador toxicológico.	Muestra Biológica	Manifestaciones clínicas / Sugerencia diagnóstica	Posible tóxico
Celuloplasmina	Sangre	Agresión celular y molecular distintos niveles	Cobre
Metalotioneinas	Sangre	Agresión celular y molecular distintos niveles	Cadmio, Zinc.

Referencias

↑ ENTOX/TIWET (TheFaculty of theDepartment of EnvironmentalToxicology and The Institute of Wildlife and EnvironmentalToxicology-ClemsonUniversity) (1996). Aquatic andTerrestrialEcotoxicology. In: Klaassen CD (ed). Casarett and Doull’sToxicology. McGraw-Hill, USA, pp. 883-905.
↑ Lauwerys RR (1991) OccupationalToxicology. In: Amdur M, Doull J, Klaassen C. (eds). Casarett and Doulls Toxicology. ThebasicScience of Poisons. 40 ed. Pergamon,New York, pp. 920-916.
↑ ^a ^b «El papel de los biomarcadores en Toxicología Humana». Consultado el 7 de noviembre de 2015.
↑ ^a ^b «Biomarcadores para la evaluación de riesgo en la salud humana». Consultado el 7 de noviembre de 2015.
↑ CASARETT AND DOULL’S TOXICOLOGY THE BASIC SCIENCE OF POISONS. Archivado desde el original el 19 de noviembre de 2015. Consultado el 7 de noviembre de 2015.
↑ TOXICOLOGÍA FUNDAMENTAL. Consultado el 7 de octubre de 2015.

Datos: Q24955318

[1] ENTOX/TIWET (TheFaculty of theDepartment of EnvironmentalToxicology and The Institute of Wildlife and EnvironmentalToxicology-ClemsonUniversity) (1996). Aquatic andTerrestrialEcotoxicology. In: Klaassen CD (ed). Casarett and Doull’sToxicology. McGraw-Hill, USA, pp. 883-905.

[2] Lauwerys RR (1991) OccupationalToxicology. In: Amdur M, Doull J, Klaassen C. (eds). Casarett and Doulls Toxicology. ThebasicScience of Poisons. 40 ed. Pergamon,New York, pp. 920-916.

[ugr_1-3] «El papel de los biomarcadores en Toxicología Humana». Consultado el 7 de noviembre de 2015.

[Biomarcadores_para_1-4] «Biomarcadores para la evaluación de riesgo en la salud humana». Consultado el 7 de noviembre de 2015.

[5] CASARETT AND DOULL’S TOXICOLOGY THE BASIC SCIENCE OF POISONS. Archivado desde el original el 19 de noviembre de 2015. Consultado el 7 de noviembre de 2015.

[6] TOXICOLOGÍA FUNDAMENTAL. Consultado el 7 de octubre de 2015.

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