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.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.
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.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.
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.
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.
CardiotoxicidadBiomarcador toxicológico.Muestra BiológicaManifestaciones clínicas / Sugerencia diagnósticaCK-MB (Creatina Quinasa - MB)SangreNecrosis cardiacaPro-BNP (Pro-hormona del Péptido Natriurético tipo B)SangreNecrosis cardiacaTroponinaSangreNecrosis cardiaca HematotoxicidadBiomarcador toxicológico.Muestra BiológicaManifestaciones clínicas / Sugerencia diagnósticaPosible tóxicoActividad eritrocitaria del enzima ácido delta-amino levulínico deshidratasa (ALA-D)SangreAlteraciones en la síntesis de hemoglobinaPlomoPorfirinasHígado, sangre, orina o hecesAlteraciones en la síntesis de hemoglobinaCompuestos organoclorados HepatotoxicidadBiomarcador toxicológico.Muestra BiológicaManifestaciones clínicas / Sugerencia diagnósticaTransaminasasSangreNecrosis hepática Indicadores de Estrés oxidativoBiomarcador toxicológico.Muestra BiológicaManifestaciones clínicas / Sugerencia diagnósticaPosible tóxicoActividad de CatalasaSangreEstrés oxidativoActividad Glutatión reductasaSangreEstrés oxidativoActividad peroxidasaSangreEstrés oxidativoActividad superóxidodismutasaSangreEstrés oxidativoGlutatiónSangreEstrés oxidativoRazón Glutatión oxidado (GSSG) / Glutatión reducido (GSH)SangreEstrés oxidativoHidrocarburos aromáticos y halogenados, metales pesados, herbicidas y disolventes NeurotoxicidadBiomarcador toxicológico.Muestra BiológicaManifestaciones clínicas / Sugerencia diagnósticaPosible tóxicoActividad de acetilcolinesterasa (AChE)Sangre totalNeurotoxicidadPesticidasorganofosforados y carbámicosAductos de hemoglobinaSangreNeurotoxicidadAcrilamida, óxido de etileno y otrosCarboxihemoglobinaSangreEncefalopatía, parkinsonismo, aterosclerosis y vasculopatías.Monóxido de carbono (CO)MetahemoglobinaSangreNeurotoxicidadCianuros y nitrilosEsterasa neurotóxica o esterasa diana de la neuropatía (NTE)Sangre totalPolineuropatía retardadaCompuestos organofosforados NefrotoxicidadBiomarcador toxicológico.Muestra BiológicaManifestaciones clínicas / Sugerencia diagnósticaAlaninaaminopeptidasaOrinaNefropatía del túbulo proximalAlbúminaOrina
SangreNefropatía glomerular
DesnutriciónBUN (Nitrógeno uréico en Sangre)SangreNecrosis renalCreatininaSangreNecrosis renalEnzima lisosomalβ-N-acetil-D-glucosaminidasa (NAG)OrinaNefropatía el túbulo proximalFA (Fosfatasa alcalina)Orina
SangreNefropatía tubular
Lesión hepáticaFibronectinaSangreNefropatía glomerularGGT (Gamma glutamiltransferasa)Orina
SangreNefropatía tubular
Lesión hepáticaGlicoproteina de Tamm-HorsfallOrinaNefropatía del asa de HenleLDH (Lactato Deshidrogenasa)Orina
SangreNefropatía tubular
Lesión hepáticaNAG (n-acetilglucosamidasa)OrinaNefropatía tubularProteína de unión al retinol (RBP) o β2- microglobulinaOrinaNefropatía del túbulo proximalProteínasOrinaNefropatía tubular OtrosBiomarcador toxicológico.Muestra BiológicaManifestaciones clínicas / Sugerencia diagnósticaPosible tóxicoCeluloplasminaSangreAgresión celular y molecular distintos nivelesCobreMetalotioneinasSangreAgresión celular y molecular distintos nivelesCadmio, Zinc.
Referencias
Categoría:Técnicas y herramientas biológicas Categoría:Términos de biología