Post on 23-Jan-2015
LA BIOTECNOLOGÍA Y LAS BIOTOXINAS
Dra. Rosalba Alonso RodríguezLaboratorio de Biotoxinas Marinas
Unidad Académica MazatlánInstituto de Ciencias del Mar y Limnología
UNAM
Biotecnología y biotoxinas
• Seguridad Alimentaria-toxicoinfecciones• Terapia-uso de toxinas con fines
farmacológicos• Sistemas de detección biotecnológicos• Biosensores, PCR e imunoblotting• Biosensores biocatalíticos o por bioafinidad
DEFINICIONES BASICAS• La Toxinología se centra en el estudio de las sustancias tóxicas producidas o acumuladas por los
organismos vivos, sus características y su significado biológico.
• La Toxicología se encarga de los efectos nocivos de estas sustancias sobre los organismos.
• Toxicidad capacidad de una sustancia de causar efectos adverso sobre la salud.
• Biotoxinas son sustancias activas o metabolitos producidos por organismos y varían en origen, composición química, estructura, solubilidad y mecanismos de acción.
• Biotoxinas producidas por microalgas, dependiendo de sus características pueden causar daños por contacto directo (exotoxinas) o a través de la cadena alimenticia (endotoxinas).
Biotoxinas y seguridad alimentaria
Sustancias tóxicas producidas por organismos vivos
• Bacterias• Algas• Hongos• Plantas• Animales
Toxinas bacterianas
• Naturaleza proteica• Producidas en el alimento o en el organismo
infectado• Enfermedades gastrointestinales hasta la
muerte• Exoneurotoxinas, enterotoxina,
neuroenterotoxina
TOXINAS PRODUCIDAS POR ALGAS
• MACROALGAS (Chondria armata• MICROALGAS • Toxinas Paralizantes (PSP)• Toxinas Amnesicas (ASP)• Toxinas Neurotoxicas (NSP)• Ciguatoxinas (CTX)• Yesotoxinas (YTX)
Micotoxinas
• Estructura química diversa• Crecimiento de hongos en cereales, frutas secas,
especias, etc.• Efectos agudos y crónicos• Afecta hígado, riñones, sistema endocrino e
inmunológico• Carcinogénicas• 20 son las más importantes• Aflatoxinas y fumonicinas
Plantas productoras de toxinas
• Cianogenicos• Hematoxicas• Hemaglutininas• Innibidores enzimaticos• Vasoactivos• Saponinas• Aceites cancerigenos
TOXINAS PRODUCIDAS POR ANIMALES
• Tetrodotoxina pez globo LD50 5-8 g/kg
• Medusa australiana LD50 20 g/kg
• Serpiente Taipan (Australia) LD50 10 g/kg
• Abeja LD50 1-65 mg/kg
• Serpiente de cascabel LD50 4 mg/kg
• Avispa LD50 2.5 mg/kg
• Rana venenosa LD50 0.002 mg/kg
Biotoxinas marinas
• Ficotoxinas• Tóxicos• No proteica• Bajo peso molecular• Origen y estructura química diversa• Paralizante, amnésica, neurotóxica, diarreica y
ciguatera • Otras
TOXICIDAD DE EXPRESADA COMO LD50
en g/kg o ppb
MAGNICIDIOS USANDO BIOTOXINAS
• Amenofisis IV-1337-1364 a.c. Faraón egipcio-desconocida
• Sócrates 399-470 a.c. Filósofo-Cicuta (Conium maculatum) alcaloide
• Alejandro Magno 323-356 a.c. estricnina (Strychnos mix-vomica)
• Cleopatra-30-69 a.c. veneno de cobra Naja haje• Tiberio Claudio César-41-55 d.c. sardonia
(Ranunculus sceleratus)
Envenenamientos de Políticos • Gregory Marcov-1978-ricina (Ricinus comunis)• Varios-Estricnina
OTRAS TOXINAS
• Nazis-cianuro de hidrógeno en cámaras de gas• Hitler-cianuro• Víctor Yuschenko-dioxina
ESCALA DE TOXICIDADClase Dosis
Prácticamente no-tóxico >15 g/kg
Levemente tóxico 5-15 g/kg
Moderadamente tóxico 0.5-5 g/kg
Muy tóxico 50-500 mg/kg
Extremadamente tóxico 5-50 mg/kg
Supertóxico <5 mg/kg
VIAS DE ENTRADA• Intravascular-Intraarterial. Intravenosa• Inhalatoria-alveolos, tracto superior• Mucosa-sublingual, vaginal, nasal, ocular• Intraperitoneal-substancias solubles• Rectal- inferior,superior• Intramuscular• Subcutanea• Percutanea
DOSIS EFECTIVA 50 Y DOSIS LETAL 50Agente ED50 mg/Kg
LD50 mg/Kg Via de entrada
Etanol 700 g
10000 ratón Oral
NaCl 280 4000 ratón IP
Sulfato Ferroso 105 1500 rata oral
Sulfato morfina 63 900 rata oral
Fenobarbitol 10.5 150 rata oral
DDT 7 100 rata oral
Picrotoxina 0.35 5 rata sc
Estricnina sulfato 0.14 2 rata IP
Nicotina 0.07 1 rata iv
d-Tubocurarine 35mg 0.5 rata iv
Tetrodotoxina 7mg 0.1 rata iv
Dioxina (TCDD) 70g 0.001 cobayo iv
Toxina botulínica 0.7g
0.00001 rata iv
“Todo es veneno, nada es sin veneno.
Sólo la dosis hace el veneno“
"Philippus Aureolus Bombast von Hohenheim, conocido como Teofrasto Paracelso
1493-1541 Alquimista, medico y
astrologo suizo
BIOTOXINAS MARINAS
BIOTOXINAS USADAS TERAPEUTICAMENTE
FUENTE TOXINA LD50 g/kg EFECTOS USO TERAPEUTICO
Clostridium botulinium
BTX-A 0.00003 Paralisismuerte
Espasmos, distonias y paralisis cerebral
Serpientes ancrodbatroxobina
460-10000 NeurotoxicoHemoliticoNecrosante
Anticoagulante en trombosis
Apitoxinas 2800 Alergiamuerte
Hipertensión, aprendizaje, memoria e inmunidad
Toxinas de alacrán escozul - - Anticancerígeno
Alacrán Centruroides polipeptidos 310-60000 Falla respiratoriamuerte
Antiplasmodico, Antibioticoantiveneno
BIOTOXINAS USADAS TERAPEUTICAMENTE
FUENTE TOXINA EFECTOS USO TERAPEUTICO
Tetrodotoxina TTX Paralisismuerte
Euforia, anestesico local, adiccion a heroina
Amfidinolidos y caribenolidos
Macrolidos Antitumoral
Acido ocadaico AO Envenenamiento diarreico
Antitumoral de cancer de seno
Saxitoxina STX Bloqueo de canal de sodio
Anestésico dolores crónicos, dependencia de nicotina
Camacho et al (2007), Biotechnological significance of toxic marine dinoflagellates
FUENTE TOXINA EFECTOS USO TERAPEUTICO
Yesotoxina YTX citotoxico Afecta la producción de colesterol celular, supresor de tumores
Neurotoxina BTX Abre canales de sodio
Fibrosis quistica y enfermedades pulmonares
Gonyautoxinas GTX Bloquea canales de solio
Infiltraciones anales clinicas
Goniodimina antifungal
Gymnocina citotoxico util en leucemia
Protoceratina citotoxico anticancerigeno
Pectenotoxina citotoxico anticancerigeno
Zooxantellatoxina simbioimina Vasoconstrictor Osteoporosis, antiinflamatorio y antileucemico
Acido gambierico Antifungal
Ciguatera maitotoxina Abre canal de calcio AntifungalEstimula secreción de crecimiento de nervio