ARTÍCULO ORIGINAL

Actividad Genotóxica de Opuntia soehrensii, evaluada por el Test de Mutación y Recombinación Somática en D. melanogaster

RODRIGO Gloria^1,2

¹ Unidad de Vigilancia Ambiental y Genotoxicología. Instituto de Biología Molecular y Biotecnología. Universidad Mayor de San Andrés. E-mail: gloryrodrigo@yahoo.es
² Instituto de Biología Molecular y Biotecnología. Campus Universitario Cota Cota Calle 27 s/n. Universidad Mayor de San Andrés. La Paz – Bolivia

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RESUMEN

El extracto acuoso de Opuntia soehrensii, planta medicinal utilizada como antiviral en la farmacopea boliviana fue evaluado en su capacidad genotóxica por el test SMART en alas de D. melanogaster. Por tratarse de un extracto entero se evaluó por dos cruces diferentes; el cruce Estándar y el cruce de Alta Bioactivación. Los resultados muestran que Opuntia soehrensii no es genotóxica en concentraciones de 3.57 mg/ml y 7.4 mg/ml para ninguno de los dos cruces, pero es promutagenica a 1.78 mg/ml.

Palabras clave: Genotoxicidad, Antiviral, Planta medicinal, Test de Mutación y Recombinación Somática (SMART)

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ABSTRACT

Acuos extract from Opuntia soehrensii, it is utilized as antiviral activity in Bolivian traditional medicine, was assessed for genotoxic activity througth SMART test on D. melanogaster using two crosses: standard and high activation. The results shown Opuntia soehrensii is not genotoxic from 3.57 mg/ml to 7.4 mg/ml for both crosses, but is promutagenic at 1.78 mg/ml.

Key words: Genotoxicity, Antiviral, medicinal Plants, Somatic Recombination and Mutation Test (SMART)

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INTRODUCCIÓN

Bolivia pluricultural esta caracterizada por sus variados arraigos culturales, dentro de los cuales se enmarca el conocimiento de la medicina tradicional o convencional definida como “aquella que es transmitida empíricamente de forma oral de generación en generación”¹. Este conocimiento se han visto favorecido por la variedad de géneros vegetales endémicos e introducidos, de las diferentes regiones ecológicas de nuestro país y que son utilizados para combatir enfermedades infecciosas, parasitarias, problemas crónico-degenerativos; y por los esfuerzos que se realizan para rescatar este conocimiento, prueba de ello es el reconocimiento de los Médicos kallawayas por la Organización de Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), como patrimonio Oral e Intangible de la Humanidad en noviembre del 2003.

El genero Opuntia, subfamilia Opuntioideae, familia Cactaceae se caracteriza por ser una fuente natural de vitaminas (Vit C)^2,3, minerales (K, Ca, Na, Fe,Mg, Mn, Zn), ácidos orgánicos (málico, oxálico y otros), aminoácidos (Alanina, Arginina, Asparagina, Acido glutámico, glutamina, histidina, metionina, prolina, serina, valina y otros en menores cantidades)^3,4, antioxidantes como los flavonoides^4,5,6, polifenoles³, ácido ascórbico y carotenoides⁷, tiamina, riboflavina y niacina³, además de ser rico en azucares.

Muchos de los compuestos presentes en frutos y plantas han mostrado ser protectores frente a enfermedades cardiovasculares^8,9,10, el cáncer¹¹, y otras, donde los polifenoles han mostrado ser compuestos con gran actividad biológica y farmacológica^12-19.

Opuntia spp. se utiliza como alimento y en la cosmética. Como fármaco tradicional se usa para la gastritis, fatiga, daño al hígado, reumatismo, eritemas, infecciones de piel, como detoxificante, acidosis y arterioesclerosis, antiulceroso, diurético, antiviral^4,20, hipoglicemiante, antiinflamatorio ^21,22.

Opuntia soehrensii es una planta que se utiliza tradicionalmente para procesos febriles-eruptivos, ulcero-pustulosos bucales y de la garganta, así como en el tratamiento de diarreas²³, en estudios del SELADIS se encontró actividad antiviral de un 55.5% contra Herpes simplex^24,25. No se encuentran datos sobre otros estudios de la actividad biológica de esta planta.

El test de Mutación y Recombinación Somática (SMART) en alas de Drosophila melanogaster, se fundamenta en que en el desarrollo embrionario, las células de los discos imaginales que se dividen por mitosis y se diferencian en alas adultas, si son expuestas a genotoxinas capaces de reaccionar con el material genético producen alteraciones genéticas por perdida de heterocigocidad, en los marcadores para la forma de los pelos que son pelos multiples (mwh, 3-0.3) y pelos de base ancha (flr³, 3-38.8) y que son genes recesivos²⁶. En este ensayo se puede establecer el mecanismo ocurrido en la alteración genética, mutaciones genicas y cromosómicas, no disyunciones y sobre todo recombinación somática. Es importante establecer este ultimo evento ya que recientes estudios señalan que la mayoría de los procesos de cáncer, activación de protooncogenes o supresión de genes tumorales se originan por procesos de recombinación somática^27-31, por otro lado existe una homología genética de alrededor del 80% en genes y rutas bioquímicas entre D. melanogaster y los humanos^32,33. Adicionalmente, un gran número de genes de la mosca de la fruta probó ser homólogo de genes supresores de tumores y oncogenes humanos³⁴. En función de estas similaridades, Drosophila es considerada como un excelente modelo para estudiar la genotoxicidad y sus mecanismos moleculares, pudiendo ofrecer respuestas relevantes, que pueden ser extrapoladas para humanos con un alto índice de acierto³⁵.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Extracto Vegetal

El extracto acuoso de Opuntia soehrensii fue facilitado por el Dr. Roger Carvajal del Instituto de Servicios de Laboratorio de Diagnóstico e Investigación en Salud (SELADIS). Este extracto se preparó al 4% a partir de semillas, en agua desionizada precalentada a 50ºC y posterior incubación por 48 h a temperatura ambiente. Las sustancias insolubles se descartaron por filtración con papel Wattman No. 1; el extracto fue alícuotado y congelado a -20ºC para posterior concentración por liofilización²⁴. Para nuestra evaluación el extracto fue diluido en agua destilada y esterilizado por filtración a través de una membrana con poro de 0.22µm de diámetro.

Test de Mutación y Recombinación Somática en alas de Drosophila melanogaster

El extracto de Opuntia soehrensii fue evaluado en tres concentraciones 7.4 mg/ml, 3.57 mg/ml y 1.78 mg/ml., como control negativo se utilizo el diluyente. En el cruce Estándar que mide genotoxinas de acción directa se utilizaron hembras vírgenes flr³/In (3LR)TM3, rⁱ p^p sep l(3)89Aabx^34e & Bd^S cruzadas con machos mwh/mwh, y para el cruce de Alta Bioactivación que detacta genotoxinas de acción indirecta, se cruzaron hembras vírgenes de tipo ORR;flr3/In (3LR)TM3, ri pp sep l(3)89Aabx34e e Bd^S con machos mwh/mwh. Se obtuvieron larvas de tercer instar que fueron expuestas a los diferentes tratamientos por 48 horas, en todos los casos se realizo el ensayo por triplicado. Las alas de al menos 20 individuos adultos trans-heterocigotos y heterocigotos (descendientes de estos cruces) se analizaron por microscopia con un aumento de 40X, considerando las regiones de alas, tipos de mutaciones (manchas simples cuando uno de los marcadores esta presente y manchas gemelas cuando ambos marcadores son observados formando parte de la misma mancha) y tamaño de las manchas generadas (manchas pequeñas entre 1 y 2 pelos, manchas grandes cuando están presentes mas de 3 pelos)²⁶. Esta clasificación de manchas nos permite establecer si el efecto de las genotoxinas ha provocado mutaciones génicas por mutación del gen marcador mwh, mutaciones cromosómicas provocadas por la delecion del gen, eventos de no disyunción cromosómica o eventos de recombinación somática.

Análisis estadístico

El análisis estadístico para comparar los tratamientos con el control negativo se realiza con el test chi -cuadrado de proporciones, utilizando el método de doble decisión de Selby y Olso (L = B = 0,05), con factores de multiplicación de 2 y de 5 para manchas simples y dobles, respectivamente. De esta manera determinamos si las muestras son positivas, negativas o inconclusivas.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las Tablas No. 1 y No. 2 muestran el número de manchas contadas en el marcador transheterocigoto (mwh/flr3) y heterocigoto (mwh/TM³) del cruce estándar y de alta bioactivación respectivamente. La frecuencia de manchas totales por mosca en el control negativo fue de 0.30 y 0.35 en los marcadores trans y hetero del cruce estándar (ST), mientras que en el cruce de alta bioactivación (HB) la frecuencia de manchas totales en la descendencia trans fue de 0.50 y de 0.25 en la descendencia hetero.

 

La distribución por tipo de mancha, manchas simples pequeñas (MSP), manchas simples grandes (MSG) y manchas gemelas (MG) en el control y los tratamientos se observa en las Tablas No. 1 y No. 2. En ambos cruces no se observo MG. El numero de MSP y MSG en todas las concentraciones de la descendencia trans del cruce ST son similares a los del control negativo, no existiendo diferencia significativa entre estos, mientras que en la descendencia hetero el numero de MSP es menor al control negativo, mostrando que todos los tratamientos son no genotóxicos para este marcador (Tabla No. 1).

En la Tabla No. 2 la frecuencia de MSP y MSG de la concentración 1.78 mg/ml es mayor a la frecuencia del control negativo, mostrando una diferencia significa con este, constituyéndose en genotóxico. La frecuencia de MSP en la descendencia hetero de este cruce no muestra diferencia significativa con el control negativo.

Considerando que el extracto acuoso de Opuntia soehrensii es una mezcla compleja formada por diferentes compuestos, entre ellos los fenólicos, el extracto no es genotóxico para genotoxinas de acción directa.

Sin embargo la concentración 1.78 mg/ml muestra ser genotóxica para genotoxinas de acción indirecta, pudiendo deberse esta genotoxicidad a mutación somática quizás a nivel de quiebras cromosómicas, mutación puntual del gen mwh o no disyunción en la división celular. Estudios con flavonoides como el kaempferol que no es genotóxico en ausencia de sistema metabolizante, muestran que en presencia de sistemas como el S9, hacen de este genotóxico³⁶, el cruce de alta bioactivación presenta este sistema metabolizante, por lo que podríamos suponer que los compuestos fenólicos presentes en nuestro extracto se activan por el sistema de las monooxigenasas del citocromo P450 para ser genotóxicos y reaccionar con el DNA.

La formación de MG es típica de compuestos químicos que actúan provocando recombinación mitótica³⁷, en nuestro estudio no se observo este tipo de manchas por lo que podemos concluir que los compuestos presentes en el extracto acuoso de Opuntia soehrensii no inducen recombinación mitótica en forma directa sobre el DNA o de manera indirecta.

 

CONCLUSIONES

Nuestros datos muestran que bajo las condiciones experimentales del ensayo, este extracto no es genotóxico para mutágenos de acción directa e indirecta en concentraciones entre 3.57 mg/ml y 7.4 mg/ml. La concentración 1.74 mg/ml es genotóxica para compuestos de acción indirecta, quizás por el sinergismo que encuentran los compuestos que componen el extracto a esta concentración.

 

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue auspiciado por la OEA a través del proyecto “Evaluación del Potencial Genotóxico/antigenotóxico de Plantas Medicinales de Uso Tradicional Boliviano”.

 

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