Desenvolupament i aplicació de bioassaigs per a la detecció i quantificació de xenobiòtics amb llevats recombinants

Abstract

La contaminació química planteja un gran perill per als ecosistemes naturals i té un gran impacte en la disponibilitat dels recursos d'aigua. Els contaminants amb activitat biològica específica que interaccionen amb el metabolisme dels sistemes reguladors i/o hormonals dels éssers vius reben el nom general de xenobiòtics. Donada la seva toxicitat potencial a baixes concentracions, és fonamental desenvolupar les eines capaces de detectar les interaccions entre aquests xenobiòtics i els receptors cel·lulars. Els bioassaigs basats en la utilització de llevats modificats genèticament, també coneguts com a RYA, han demostrat ser una eina excel·lent per a la detecció de xenobiòtics. En aquest treball s'han desenvolupat i analitzat diferents versions de RYA a fi d'implementar un protocol automatitzable per a l'avaluació i el control de l'impacte ambiental causat per diferents xenobiòtics. El RYA s'ha utilitzat per a correlacionar la presència de xenobiòtics amb activitats biològiques potencialment nocives en mostres ambientals i per a establir relacions entre l'estructura química i l'afinitat de diferents compostos químics i dels seus derivats per diferents receptors nuclears de vertebrats. Finalment, s'ha realitzat un exercici d'intercalibració del sistema RYA per a la detecció d'estrogenicitat en mostres d'aigua a nivell europeu i s'ha aplicat en la detecció de xenobiòtics en mostres ambientals i en la monitorització de mètodes de tractament d'aigües residuals.

Chemical pollution represents a great danger to the natural ecosystems and has a major impact in the availability of water resources. Those pollutants with specific biological activity and able to interact with the metabolism of hormonal systems of living beings are generally named xenobiotics. Given its potential toxicity in lower concentrations, it is essential to develop specific tools to detect the connections between these xenobiotics and cellular receptors. The bioassays based on genetically modified yeast strains, also known as RYA, are excellent tools for xenobiotic detection. In this work, different versions of RYA were developed and analysed in order to implement a mechanised protocol to evaluate and control the environmental impact caused by different xenobiotics. These protocols have been used to connect the presence of xenobiotics with biological activities of environmental relevance and to correlate chemical structure of chemical components and of their derivatives and their capacity to interact with nuclear receptors. Finally, we conducted an interlaboratory exercise on the use of RYA for detection of estrogenicity in waters at European level. All these techniques have multiple applications to detection of xenobiotics in environmental samples and in the surveillance of the efficiency and the routinely control of residual water treatment plants.