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Yesotoxina

Las yesotoxinas son un grupo de toxinas poliéter lipofílicas que contienen azufre y están relacionadas con las ciguatoxinas . [ 1 ] Son producidas por diversos dinoflagelados , ...

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Las yesotoxinas son un grupo de toxinas poliéter lipofílicas que contienen azufre y están relacionadas con las ciguatoxinas . [ 1 ] Son producidas por diversos dinoflagelados , principalmente Lingulodinium polyedrum y Gonyaulax spinifera . [ 2 ]

Cuando las condiciones ambientales favorecen el crecimiento de dinoflagelados productores de YTX , la(s) toxina(s) se bioacumulan en los tejidos comestibles de los moluscos bivalvos , incluidos mejillones , vieiras y almejas , lo que permite la entrada de YTX en la cadena alimentaria . [ 3 ]

Historia

El primer análogo de YTX descubierto, la yessotoxina, se encontró inicialmente en la especie de vieira Patinopecten yessoensis en la década de 1960. [ 4 ] Desde entonces, se han aislado numerosos análogos de yessotoxina de moluscos y algas marinas (incluidas la 45-hidroxiyessotoxina y la carboxiyessotoxina). [ 1 ]

Inicialmente, los científicos clasificaron erróneamente las YTX en el grupo de toxinas causantes de intoxicación diarreica por mariscos (DSP), al igual que el ácido okadaico y los azaspirácidos . Este tipo de toxinas pueden provocar trastornos gastrointestinales graves y acelerar el crecimiento del cáncer. Una vez que los científicos se percataron de que las YTX no tenían el mismo mecanismo de acción toxicológica que las otras toxinas ( inhibidores de la proteína fosfatasa ), se les asignó una clasificación propia. [ 5 ]

Toxicidad

Se han realizado numerosos estudios para evaluar la posible toxicidad de las YTX. Hasta la fecha, ninguno de estos estudios ha destacado efectos tóxicos de las YTX en humanos. Sin embargo, sí se han encontrado efectos tóxicos de las YTX en ratones tras su administración mediante inyección intraperitoneal . Los efectos toxicológicos observados son similares a los de las toxinas paralizantes de mariscos e incluyen hepatotoxicidad , cardiotoxicidad y neurotoxicidad , con una concentración de YTX de 100  μg/kg que provoca efectos tóxicos. Se han observado efectos tóxicos limitados tras la administración oral de la toxina a animales. El mecanismo por el cual la YTX ejerce su efecto tóxico es desconocido y actualmente está siendo estudiado por varios grupos de investigación. Sin embargo, algunos estudios recientes sugieren que su modo de acción podría estar relacionado con la alteración de la homeostasis del calcio . [ 6 ] Recientemente se ha informado y confirmado la genotoxicidad. [ 7 ] [ 8 ]

Aunque no existen datos que demuestren la asociación directa entre las YTX y la toxicidad en humanos, persisten las dudas sobre los posibles riesgos para la salud que conllevan, debido a la importante toxicidad observada en animales. Al igual que otras toxinas de algas presentes en los mariscos , las YTX no se destruyen con el calor ni la congelación. [ 3 ] En consecuencia, varios países, entre ellos Nueva Zelanda, Japón y los de Europa, regulan los niveles de YTX en los mariscos. En 2002, la Comisión Europea estableció el límite reglamentario en 1  μg de YTX por gramo (1  mg/kg) de carne de marisco destinada al consumo humano (Directiva 20012/225/CE). [ 2 ]

Recientemente, se demostró que las yesotoxinas pueden desencadenar estrés ribotóxico. [ 9 ]

Análisis

El análisis de las toxinas YTX es necesario debido a los posibles riesgos para la salud y a las limitaciones establecidas por la directiva de la Comisión Europea. Su complejidad radica en la gran cantidad de análogos de YTX que pueden estar presentes en la muestra. El análisis también presenta dificultades, ya que las toxinas YTX poseen propiedades similares a otras toxinas lipofílicas presentes en las muestras, lo que puede dar lugar a resultados falsos negativos o falsos positivos debido a interferencias en la muestra.

Se han desarrollado diversas técnicas experimentales para detectar YTX, cada una de las cuales ofrece distintos niveles de selectividad y sensibilidad , a la vez que presenta numerosas ventajas y desventajas.

Métodos de extracción

Antes del análisis, los YTX deben aislarse del medio de la muestra, ya sea la glándula digestiva de un molusco , una muestra de agua o un medio de cultivo. Esto se puede lograr mediante varios métodos:

Extracción líquido-líquido o con solventes

La extracción líquido-líquido o la extracción con solventes se pueden utilizar para aislar las YTX del medio de la muestra. Normalmente, el metanol es el solvente de elección, pero también se pueden usar otros solventes, como la acetona y el cloroformo . La desventaja de usar el método de extracción con solventes es que los niveles de recuperación del analito pueden ser bajos, por lo que cualquier resultado obtenido de los procesos de cuantificación puede no ser representativo de la muestra. [ 6 ] [ 10 ]

Extracción en fase sólida

La extracción en fase sólida también puede utilizarse para aislar los YTX del medio de la muestra. Esta técnica separa los componentes de una mezcla aprovechando sus diferentes propiedades químicas y físicas. Este método es robusto y extremadamente útil cuando se analizan pequeños volúmenes de muestra. Presenta ventajas sobre la extracción con solventes , ya que concentra (puede proporcionar un enriquecimiento de la muestra de hasta 10 veces) y puede purificar la muestra eliminando sales y sustancias no polares que pueden interferir con el análisis final. Esta técnica también es beneficiosa porque proporciona buenos niveles de recuperación de YTX, que oscilan entre el 40 y el 50 %. [ 6 ] [ 10 ]

Técnicas analíticas

Se puede utilizar una variedad de métodos analíticos para identificar y cuantificar los YTX.

Bioensayo en ratones

El procedimiento de bioensayo en ratones (MBA, por sus siglas en inglés) desarrollado por Yasumoto et al. es el método de referencia oficial utilizado para analizar la YTX y las toxinas lipofílicas , incluyendo el ácido okadaico, las dinofisistoxinas (DSP), los azaspirácidos y las pectenotoxinas.

El ensayo de bioensayo (MBA) consiste en inyectar la toxina extraída en un ratón y monitorizar su tasa de supervivencia; posteriormente, se puede deducir la toxicidad de la muestra y determinar la concentración del analito. Este cálculo se basa en que una unidad de ratón (UM) es la cantidad mínima de toxina necesaria para matar a un ratón en 24 horas. Los organismos reguladores establecen la UM en 0,05 UM/g de animal.

La prueba MBA original de Yasumoto es susceptible a interferencias de toxinas paralizantes de mariscos y ácidos grasos libres en solución, lo que provoca falsos positivos. Se pueden realizar varias modificaciones a la MBA para que la prueba se lleve a cabo sin estos errores.

Sin embargo, el MBA todavía presenta muchos inconvenientes;

  • El método es un ensayo no específico ; no puede diferenciar entre YTX y otros componentes de la muestra, incluidas las toxinas DSP.
  • Este método plantea problemas económicos y sociales en lo que respecta a las pruebas en animales.
  • Los resultados obtenidos no son muy reproducibles.
  • El método tiene capacidades de detección insuficientes.

Sin embargo, este método es rápido y económico. Debido a estos factores, se están prefiriendo otras técnicas más recientes para el análisis de YTX.

Ensayo inmunoenzimático

La técnica de ensayo inmunoenzimático (ELISA) utilizada para el análisis de YTX es un método desarrollado recientemente por Briggs et al. [ 6 ] . Este inmunoensayo competitivo e indirecto utiliza anticuerpos policlonales contra YTX para determinar su concentración en la muestra. El ensayo está disponible comercialmente y es una técnica rápida para el análisis de YTX en mariscos , células de algas y muestras de cultivo.

ELISA presenta varias ventajas: es muy sensible, tiene un límite de cuantificación de 75  μg/kg, [ 11 ] es relativamente económico y fácil de realizar. La principal desventaja de este método es que no permite diferenciar entre los distintos análogos de YTX y requiere mucho tiempo para generar resultados. [ 6 ]

Métodos cromatográficos

Para analizar los YTX se pueden utilizar diversos métodos cromatográficos, incluyendo técnicas cromatográficas acopladas a espectrometría de masas y detectores de fluorescencia . Todas las técnicas cromatográficas requieren una calibración previa al análisis de la muestra.

Métodos cromatográficos con detección por fluorescencia

La cromatografía líquida con detección por fluorescencia (LC-FLD) proporciona un método selectivo, relativamente económico y reproducible para el análisis cualitativo y cuantitativo de YTX en muestras de mariscos y algas. [ 6 ] Este método requiere una etapa adicional de preparación de la muestra después de completar el procedimiento de extracción del analito (en este caso, se utiliza preferentemente SPE para eliminar las interferencias comunes de la muestra). Esta etapa adicional implica la derivatización de los YTX con un reactivo dienófilo fluorescente : dimetoxi-4-metil-3-oxo-3,4-dihidroquinoxalinil)etil]-1,2,4-triazolina-3,5-diona, que facilita la detección del analito. Esta etapa adicional de preparación de la muestra puede hacer que el análisis LC-FLD sea extremadamente laborioso y constituye una desventaja importante de la técnica. [ 5 ]

Métodos cromatográficos acoplados a espectrometría de masas

Esta técnica es extremadamente útil para el análisis de múltiples toxinas. Presenta numerosas ventajas sobre otras técnicas utilizadas. Es un método analítico sensible y selectivo, lo que lo hace ideal para el análisis de muestras complejas y aquellas con bajas concentraciones de analito. El método también es beneficioso porque proporciona información estructural importante sobre el analito, lo cual ayuda a su identificación y cuando hay analitos desconocidos en la muestra. La técnica tiene ventajas sobre LC-FLD, ya que no requiere pasos de derivatización y extracción de purificación.  Se han registrado límites de detección de 30 mg/g de tejido de molusco para el análisis de YTX mediante métodos cromatográficos acoplados a espectrometría de masas. [ 12 ]

El principal inconveniente de la LC-MS es que el equipo es muy caro. [ 6 ]

electroforesis capilar

La electroforesis capilar (CE) se está consolidando como el método analítico preferido para el análisis de YTX, ya que presenta ventajas significativas sobre otras técnicas analíticas utilizadas, entre las que se incluyen una alta eficiencia, un procedimiento de separación rápido y sencillo, un pequeño volumen de muestra requerido y una cantidad mínima de reactivos.

Las técnicas utilizadas para el análisis de YTX incluyen: CE con detección ultravioleta (UV) y CE acoplada a espectrometría de masas (EM). La CEUV es un buen método para el análisis de YTX, ya que su selectividad permite diferenciar fácilmente entre las toxinas YTX y DSP. Sin embargo, la sensibilidad de estas técnicas puede ser baja debido a la baja absortividad molar de los analitos. La técnica ofrece un límite de detección (LD) de 0,3  μg/ml y un límite de cuantificación (LC) de 0,9  μg/ml. La sensibilidad de la CEUV convencional puede mejorarse mediante cromatografía electrocinética micelar (MEKC).

CEMS tiene la ventaja adicional, frente a CEUV, de poder proporcionar información sobre el peso molecular y/o la estructura del analito. Esto permite al usuario realizar confirmaciones inequívocas de los analitos presentes en la muestra. El límite de detección (LOD) y el límite de cuantificación (LOQ) se han calculado en 0,02  μg/ml y 0,08  μg/ml, respectivamente, cumpliendo así con la directiva de la Comisión Europea . [ 5 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 A. Tubaro; V. Dell'Ovo; S. Sosa; C. Florio (2010). "Yessotoxinas: una visión toxicológica general". Toxicon . 56 (2): 163– 172. doi : 10.1016/j.toxicon.2009.07.038 . PMID 19660487 . 
  2. 1 2 M. DA Howard; M. Silver; RM Kudela (2008). "Yesotoxina detectada en muestras de mejillones ( Mytilus californicus ) y fitoplancton de la costa oeste de EE. UU." Harmful Algae . 7 (5): 646– 652. doi : 10.1016/j.hal.2008.01.003 .
  3. 1 2 "Biotoxinas marinas en mariscos: resumen sobre biotoxinas marinas reguladas" (pdf) . Dictamen científico del Panel sobre Contaminantes en la Cadena Alimentaria . Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria. 13 de agosto de 2009. Pregunta n.º EFSA-Q-2009-00685.
  4. ↑ M. Murata; M. Kumagi; JS Lee; T. Yasumoto (1987). "Aislamiento y estructura de la yesotoxina, un nuevo compuesto poliéter implicado en la intoxicación diarreica por mariscos". Tetrahedron Letters . 28 (47): 5869– 5872. doi : 10.1016/S0040-4039(01)81076-5 .
  5. 1 2 3 P. de la Iglesia; A. Gago-Martinez; T. Yasumoto (2007). "Estudios avanzados para la aplicación de electroforesis capilar de alto rendimiento para el análisis de yessotoxina y 45-hidroxiyessotoxina". Journal of Chromatography A . 1156 ( 1– 2): 160– 166. doi : 10.1016/j.chroma.2006.12.084 . PMID 17239891 . 
  6. 1 2 3 4 5 6 7 B. Paz; AH Daranas; M. Norte; P. Riobo; JM Franco; JJ Fernández (2008). "Yesotoxinas, un grupo de toxinas de poliéter marino; una descripción general" . Drogas Marinas . 6 (2): 73– 102. doi : 10.3390/md6020073 . PMC 2525482 . PMID 18728761 .  
  7. ↑ Korsnes, Mónica S.; Korsnes, Reinert (2017). "Catástrofe mitótica en células BC3H1 tras la exposición a la yesotoxina" . Frontiers in Cell and Developmental Biology . 5 : 30. doi : 10.3389/fcell.2017.00030 . PMC 5374163. PMID 28409150 .  
  8. ↑ Korsnes, Mónica S.; Korsnes, Reinert (2018). "Seguimiento de células individuales de células de cáncer de pulmón A549 expuestas a una toxina marina revela correlaciones en perfiles de árboles genealógicos" . Frontiers in Oncology . 8 : 260. doi : 10.3389/fonc.2018.00260 . PMC 6039982. PMID 30023341 .  
  9. ↑ Suárez Korsnes, Mónica; Skogtvedt Røed, Susan; Tranulis, Michael A.; Espenes, Arild; Christophersen, Berit (2014). "La yesotoxina desencadena estrés ribotóxico" . Toxicología in Vitro . 28 (5): 975– 981. doi : 10.1016/j.tiv.2014.04.013 . hdl : 11250/2574125 . PMID 24780217 . 
  10. 1 2 A. These; J. Scholz; A. Preiss-Weigert (2009). "Método sensible para la determinación de biotoxinas marinas lipofílicas en extractos de mejillones y mariscos procesados ​​mediante cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectrometría de masas en tándem, basado en el enriquecimiento por extracción en fase sólida". Journal of Chromatography A . 1216 (21): 4529– 4538. doi : 10.1016/j.chroma.2009.03.062 . PMID 19362722 . 
  11. ↑ LR Briggs; CO Miles; JM Fitzgerald; KM Ross; I. Garthwaite; NR Towers (2004). "Ensayo inmunoenzimático para la detección de yesotoxina y sus análogos". J. Agric. Food Chem . 52 (19): 5836– 5842. doi : 10.1021/jf049395m . PMID 15366829 . 
  12. ↑ M. Fernández Amandi; A. Furey; M. Lehane; H. Ramstad; KJ James (2002). "Cromatografía líquida con espectrometría de masas de trampa de iones por electrospray para la determinación de yesotoxinas en mariscos". Journal of Chromatography A. 976 ( 1–2 ) : 329–334 . doi : 10.1016/S0021-9673(02)00946-9 . PMID 12462625 . 

Fuentes

  • J. Aasen; IA Samdal; CO Miles; E. Dahl; LR Briggs; T. Aune (2005). "Yesotoxinas en mejillones azules noruegos ( Mytilus edulis ): absorción de Protoceratium reticulatum , metabolismo y depuración". Toxicon . 45 (3): 265– 272. doi : 10.1016/j.toxicon.2004.10.012 . PMID 15683864 .