El doctor Vilanova es profesor investigador emérito en el Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández de Elche, Alicante, España, con una larga trayectoria en Toxicología. Sus líneas de investigación incluyen biotransformación, neurotoxicidad, y embriotoxicidad de compuestos organofosforados; expresión génica in vitro en la evaluación de neurotoxicidad y toxicidad al desarrollo; evaluación de riesgos y de seguridad en aguas y alimentos, y biomarcadores.
Es presidente de honor de la Asociación Española de Toxicología. Ha publicado más de 130 artículos en revistas indexadas y tiene cerca de 2400 citas a sus trabajos.
Resumen
NTE, la vieja y desconocida esterasa de neuropatía retardada y otras muchas serín-proteínas implicadas en la respuesta tóxica a organofosforados, y en el desarrollo embrionario.
Eugenio Vilanova Gisbert (*), Ariel Arias, Carmen Estevan, Carolina Romero, Antonio Monroy, María Tormo, David Pamies, Encarnación Fuster, Eva del Río Jorge Estévez, Miguel Ángel Sogorb.
Universidad Miguel Hernandez. Elche (Alicante, España). (*) Autor que presenta.
Los compuestos organofosforados (OPs) usados como plaguicidas insecticidas, armas químicas y otros fines industriales) tienen un grupo más lábil cuya reactividad química puede explicar las interacciones más conocidas en su biodegradación por A-esterasas como la paraoxonasa, cuyo polimorfismo puede considerarse biomarcador de susceptibilidad, como la inhibición por organofosforilación covalentemente de B-esterasas. La más conocida es la toxicidad colinérgica causada por la inhibición de acetilcolinesterasa (AChE), usada como biomarcador de exposición y/o de efecto.
Sin embargo, los OPs interactúan con muchas otras “esterasas” y otras proteínas y estamos intentando identificarlas y caracterizarlas, por diferencial respuesta a inhibidores y por su identificación molecular. En algunos casos, con una función protectora (albúmina de suero). La llamada esterasa diana de neuropatía (NTE), está implicada en un síndrome neurodegenerativo y hemos demostrado un papel crucial en el desarrollo embrionario, evaluando las alteraciones de expresiones de genes biomarcadores de diferenciación celular en modelos in vitro.
El clorpirifos (CPF) causa síndromes colinérgicos y diferidos por inhibición de AChE y NTE por su metabolito el clorpirifos-oxon (CPO). Además, se han descrito alteraciones neurológicas, neuroconductuales y de toxicidad al desarrollo, cuya interpretación molecular-sigue siendo incierta. Hemos realizado estudios moleculares in vitro. Por un lado, en células madre embrionarias de ratón (D3), cuantificando la expresión de biomarcadores génicos en el curso temporal de la diferenciación. Se concluyó que se requiere investigación con enfoque multi-blanco (“multi-target”), y que las alteraciones ocurren a concentraciones no citotóxicas, lo que apoya que el CPF es tóxico del desarrollo embrionario, pero en condiciones con fuerte inhibición de la AChE poco compatibles con la vida.
Hemos estudiado la respuesta en un modelo de celular gliales (glioblastoma línea T98G), que reciben el primer impacto de exposición al SN. De unos once mil genes expresados, 2358 contienen el patrón general de secuencia de serín-esterasas (G-X-S-X-G), potenciales candidatas a estar afectadas por OPs. Se expresaron diferencialmente (↑o↓) 309 genes y entre ellos, 49 codifican proteínas con el patrón de serín-esterasas (29 sobreexpresadas). De ellas, solo 4 se dispone de modelo cristalográfico y estamos estudiado computacionalmente el acoplamiento (docking), demostrando que es son viables interacciones con alteraciones funcionales que podrían explicar procesos de respuesta neuro-inflamatoria. El análisis ontológico de la alteración global del transcriptoma nos sugiere aumento en la capacidad de respuesta e interacción celular, con sobreexpresión de moléculas de señalización y respuestas inflamatorias, así como con crecimiento y diferenciación celular.
Y todo esto es sólo una pequeña parte de la punta del iceberg de lo que tendremos que estudiar con aproximaciones “multi-target” con más de 2000 proteínas candidatas a interaccionar con los compuestos OPs. Necesitamos nuevas aproximaciones, cambiar el paradigma y plantear no ya el estudio de “la toxicidad”, sino de la “la respuesta celular y fisiológica” a la exposición de xenobióticos.
