Se dice que una sustancia ( químico sintético o un agente natural genotóxico natural) o una radiación son genotóxicas cuando pueden comprometer la integridad física ( rotura cromosómica ) o funcional del genoma .
El cromosoma, la célula y el organismo tienen mecanismos para reparar el ADN o eliminar las células mutantes (por apoptosis ), pero si la reparación es imperfecta, incompleta o ausente, el daño del ADN conduce a mutaciones permanentes e irreversibles (generalmente neutrales o deletéreas).
Estas mutaciones pueden afectar genes individuales (mutación genética), bloques genéticos (mutación genómica) o cromosomas (mutación cromosómica).
Dependiendo de la gravedad de la mutación (o mutaciones), los productos genotóxicos pueden ser, en particular, la causa de una deficiencia transmitida a la descendencia; y si han mutado genes implicados en la proliferación y / o supervivencia celular , pueden ser la fuente de tumores y / o cánceres benignos .
Se dice que un agente (sustancia, radiación ionizante, radiación de microondas, ciertos virus) es genotóxico cuando es capaz de modificar irreversiblemente el genoma de una célula o de un organismo o de alterar la expresión normal de los genes. Cuando se trata del ADN de los gametos ( espermatozoides , ovocitos ) si la mutación es deletérea pero viable, puede transmitirse a la descendencia, también, en ocasiones, si se produce más tarde durante la embriogénesis o el desarrollo del organismo. Ciertas mutaciones desencadenan un proceso tumoral o canceroso ; la presencia de efectos de agentes mutagénicos en el cuerpo es un indicador del riesgo de cáncer.
La exposición al agente genotóxico puede ocurrir a través del agua , el aire , el suelo , los alimentos o la proximidad a fuentes de radiación mutagénica.
La mutagenicidad es solo un caso especial de genotoxicidad.
La genotoxicidad es una de las formas de citotoxicidad . El concepto de genotoxicidad no es sinónimo de mutagenicidad y menos aún de carcinogenicidad (porque la mayoría de las roturas del ADN se reparan), pero un producto genotóxico es a menudo mutagénico y potencialmente cancerígeno. Una prueba de genotoxicidad no es diferente de una prueba de mutagenicidad y menos aún de una prueba de detección de cáncer (que buscará marcadores tumorales). Además, mientras que un carcinógeno es a menudo genotóxico, existen carcinógenos no genotóxicos, por ejemplo, dioxinas.
Un mutágeno puede tener dos tipos de efectos:
El metabolismo elimina más o menos rápidamente la mayoría de las toxinas que ingresan al cuerpo. En vertebrados y ciertos invertebrados, esta desintoxicación se realiza en el hígado , a través de los sistemas enzimáticos, y en particular los citocromos P-450 , mediante la movilización de cofactores ( oxígeno y NADPH ). Sin embargo, este metabolismo a menudo produce especies químicas intermedias reactivas, electrófilos, que son mutagénicos. Muchos compuestos genotóxicos solo se vuelven genotóxicos después de ser metabolizados o por "bioactivación". Los compuestos genotóxicos o sus residuos se eliminan con mayor frecuencia a través de la orina (que por lo tanto se utiliza en diversas pruebas) o en las heces, el sudor ...
Tres tipos principales de agentes genotóxicos, con mecanismos de acción muy diferentes son:
Este campo de estudio se relaciona con la biogenotoxicología , que incluye principalmente la investigación:
... en humanos (en el campo de la toxicología ) o en todas las especies vivas ( ecotoxicología ).
Este campo de estudio también está interesado en moléculas antimutagénicas , ya sean sintéticas o naturales. Cuando son naturales, se buscan en el mundo vegetal, animal, fúngico o microbiano que también debe luchar contra los carcinógenos ambientales naturales o contra los productos genotóxicos producidos y / o diseminados por el ser humano. También se trata de estudiar los mecanismos moleculares y fisiológicos que explican estas propiedades.
Existen numerosas pruebas para agentes genotóxicos, especialmente utilizadas en ecotoxicología , toxicología y salud ocupacional . En la siguiente tabla se enumeran las más utilizadas (en los años 2000-2010).
Tipo de prueba | Exposición a agentes genotóxicos | Efecto genotóxico | Efecto mutagénico |
---|---|---|---|
Prueba del alma ( orina ) |
sí | No | No |
Prueba HPRT ( linfocitos sanguíneos) |
sí | sí | sí |
Prueba de glicoforina A ( glóbulos rojos ) |
sí | sí | sí |
Prueba de cometas (leucocitos en sangre, células orales, etc.) |
sí | sí | No |
Ensayo de intercambio de cromátidas hermanas (SCE) (linfocitos sanguíneos) |
sí | sí | No |
Aberraciones cromosómicas ( linfocitos sanguíneos) |
sí | sí | sí |
Prueba de micronúcleos de linfocitos en sangre) |
sí | sí | sí |
Detección de aductos químicos (leucocitos sanguíneos) |
sí | sí | No |
Para la mayoría de estas pruebas, existen factores de confusión (incluida la edad y la exposición al tabaco, el polimorfismo de la expresión de enzimas en el metabolismo y el sistema de reparación del daño del ADN, la exposición a otra contaminación ambiental distinta a la que queremos probar, el ejercicio físico, la dieta). Además, las pruebas que utilizan glóbulos rojos ( glóbulos rojos ) son fáciles de realizar (no es necesario un cultivo celular , los glóbulos rojos son fáciles de recolectar y almacenar mediante un simple análisis de sangre ) pero solo detectarán mutaciones en las células de la médula ósea . Xxx . La prueba del cometa se puede acoplar a la hibridación in situ por fluorescencia (FISH) para detectar una mutación específica o la reparación de un gen de interés.
La detección de aberraciones cromosómicas se correlaciona con un mayor riesgo de cáncer.
Estudios recientes muestran que una parte de la radiación electromagnética (las microondas en particular) es genotóxica, pero constituyen una parte cada vez mayor del smog electromagnético al que están expuestos todos los organismos vivos en una parte cada vez mayor del planeta.
Además de ciertas sustancias químicas genotóxicas "clásicas", la reciente difusión en nuestro entorno de nanopartículas y nanomateriales cuyos efectos sobre la salud aún se desconocen o se comprenden muy poco, es motivo de preocupación para los actores de la salud y ciertos consumidores.
Para comprender mejor el riesgo, un proyecto llamado "Nanogenotox" Proyecto Nanogenotox , coordinado por Afsset y en el que participan varios países europeos, tiene como objetivo (durante tres años) brindar a la Comisión Europea "un método alternativo, robusto y confiable de detección de potencial genotóxico de nanomateriales susceptible de dar lugar a un riesgo de cáncer o toxicidad reproductiva en los seres humanos ” .
Se estudiarán 14 nanomateriales manufacturados (clasificados en tres grupos: dióxido de titanio , sílice y nanotubos de carbono , tres materiales elegidos porque ya se utilizan en productos como cosméticos, alimentos, productos de consumo diario), incluso desde el punto de vista de los riesgos. de exposición (inhalación, exposición cutánea u oral, con pruebas in vivo ).
También está previsto evaluar las cantidades producidas en Europa.