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La prueba de micronúcleos

Guillermo M. Zúñiga González
y Belinda C. Gómez Meda

En la toxicología genética se acepta que una sola prueba no puede detectar con exactitud o predecir confiablemente los efectos genotóxicos de una sustancia en el ser humano; por esto es importante tener alternativas para evaluar genotóxicos.
La correlación entre mutagenicidad y carcinogenicidad es cada día más aceptada. Se ha demostrado que 157 de los 175 carcinógenos conocidos también son mutágenos, de ahí la conveniencia de saber con precisión el posible daño que un compuesto puede tener sobre nuestro organismo o sobre otros seres vivos.
El monitoreo de los contaminantes por análisis directo requiere conocer el agente químico a verificar; además, su evaluación está limitada por la sensibilidad y especificidad del método utilizado. Ante esto, los bioensayos ofrecen considerables ventajas, ya que un organismo puede metabolizar un compuesto cualquiera en otros que pueden ser aún más tóxicos que el original.
Diversos químicos medioambientales e industriales provocan daños en animales que se emplean en la experimentación, y es obvio ese potencial para causar efectos similares en el hombre. Las pruebas para la detección de mutágenos, por lo tanto, son importantes en cuanto que estos compuestos tienen la capacidad de alterar el material genético en los organismos; además, pueden tener efectos teratogénicos, causar mutaciones en las células germinales y en las células somáticas, inducir enfermedades cardíacas, influir en los procesos de envejecimiento y provocar
mutaciones que pueden generar cáncer.

Se dispone actualmente de pruebas con las que se puede determinar un daño genético o detectar compuestos genotóxicos. Estas pruebas pueden ser bioquímicas, in vivo o in vitro, con micro o macroorganismos; pueden asimismo determinar daños microscópicos o moleculares –como cuando se estudian algunos polimorfismos génicos (que, según se sabe, se asocian con el desarrollo de algunos tipos de cáncer)–, o bien la formación de aductos, es decir, complejos que se forman cuando un compuesto químico se une a una molécula biológica, como el ADN o ciertas proteínas.
Conocer estas alternativas es importante, pues cientos de compuestos químicos que no están suficientemente estudiados aparecen en el mercado cada semana, sobre todo en lo que respecta al daño que pueden producir en el material genético de los seres vivos.

En este trabajo abordamos sólo una de estas pruebas: la prueba de micronúcleos.
¿En qué consiste dicha prueba? La prueba de micronúcleos fue desarrollada por W. Schmid en 1975, quien originalmente la propuso para practicarse en la medula ósea del ratón; posteriormente, la técnica se ha instrumentado en una gran variedad de tejidos y especies, y en la actualidad se le utiliza ampliamente.
Los micronúcleos son fragmentos de cromosomas o cromosomas completos que espontáneamente o por causa de agentes que rompen cromosomas, como las radiaciones (agentes que se denominan clastógenos) o que dañan el huso mitótico, como la vincristina (aneuploidógenos), quedan fuera del núcleo durante la mitosis. Los micronúcleos son conocidos en el campo de la hematología como cuerpos de Howell-Jolly y su forma es generalmente redonda o almendrada, con un diámetro que varía desde 0.4 a 1.6 micras. Su formación se basa en que en la anafase cualquier fragmento cromosómico que no posea centrómero no podrá integrarse a un núcleo por carecer del elemento indispensable para orientarse en el huso acromático. Después de la telofase, los cromosomas normales, así como los fragmentos que posean centrómeros, dan origen a los núcleos de las células hijas; sin embargo, los elementos rezagados –que pueden ser fragmentos o cromosomas completos– quedan incluidos en el citoplasma de las células hijas, y una proporción de ellos se transforma en uno o varios núcleos secundarios. Tales núcleos son mucho más pequeños que el núcleo principal, y de ahí su nombre de “micronúcleos”. Entonces, si el compuesto estudiado es un clastógeno, se formarán micronúcleos pequeños, pero si es un aneuploidógeno, lo que observaremos será la formación de micronúcleos grandes.
Para la realización de esta prueba es indispensable utilizar un tejido en constante división, pero debe considerarse que en las células con poco citoplasma los micronúcleos no son fácilmente distinguibles de los lóbulos o proyecciones del núcleo normal.
La prueba se realiza en diferentes tipos celulares: eritrocitos policromáticos de la médula ósea, cultivos de linfocitos de sangre periférica, eritrocitos jóvenes y maduros de la sangre periférica, queratinocitos, células de la mucosa bucal, hepatocitos de rata, células germinales y células de descamación de la vagina de la rata, entre otros.
Dentro de las ventajas de la técnica de micronúcleos se incluyen la facilidad y rapidez, la posibilidad de probar un sólo químico sin otros compuestos, la abundancia de células analizables en diferentes periodos del ciclo celular y el que los micronúcleos formados durante la división celular persisten al menos durante la siguiente interfase; además, la prueba no deja lugar a dudas sobre el daño producido, pues lo que se observa como micronúcleos es claramente una pérdida de ADN. Por otro lado, la prueba no detecta agentes que no producen pérdidas de material genético o rezagos anafásicos, y tampoco es útil en poblaciones celulares que no se dividen.
El procedimiento para estudiar los micronúcleos en la médula ósea puede realizarse en todos los vertebrados; no obstante, suele ser demasiado traumática, e incluso requiere en ocasiones el sacrificio del organismo bajo estudio ya que es necesario pasar suero fetal o soluciones salinas por los huesos largos obtenidos de rata, ratón, pollo o la especie elegida para tener el material con el que se realizarán los frotis.
Otra manera es emplear cultivos celulares, como es el caso de los linfocitos, para lo que se requiere trabajar en condiciones estériles y, por lo mismo, es necesario contar con más equipos y reactivos. Una manera sencilla para realizar la técnica es mediante el estudio de micronúcleos en eritrocitos de sangre periférica, pues una sola gota de sangre es suficiente para realizar los frotis; de esta manera, se pueden contar los micronúcleos hallados en los eritrocitos jóvenes, en los reticulocitos (para el caso de pruebas de 24 a 48 horas) y en normocromáticos en periodos de mayor tiempo o cuando la especie estudiada no muestra eritrocitos policromáticos de manera normal.
Los animales en general exhiben una gran variación en las frecuencias de micronúcleos espontáneos en la sangre periférica, que van de sumamente bajas (cercanas a cero) a un buen número; eso depende de la capacidad del sistema reticuloendotelial, principalmente el bazo, que es el encargado de retirar a los micronúcleos de la circulación; por tanto, de la eficiencia de este órgano depende la cantidad de micronúcleos que se puedan observar en la circulación.
De gran importancia se vuelve entonces reconocer especies que presenten micronúcleos espontáneamente, ya que, tal como se mencionó antes, en esas especies el control que ejerce el bazo es menor, y, por consiguiente, cuando estos organismos son expuestos a genotóxicos micronucleogénicos, los micronúcleos se incrementan de manera significativa en sus eritrocitos; es por ello que los organismos con tales características pueden ser bioindicadores naturales.
Por otro lado, en el ser humano el número de micronúcleos espontáneos en los eritrocitos de la sangre periférica es cercano a cero en condiciones normales; sin embargo, cuando por alguna indicación del hematólogo a un individuo se le extirpa quirúrgicamente el bazo (esplenectomía), el número de esas estructuras aumenta significativamente (pues el control en nosotros lo ejerce casi totalmente el citado órgano), y el aumento se hace aún mayor si se expone a genotóxicos como las drogas anticancerosas. Por tanto, la esplenectomía puede ser utilizada como una herramienta en especies en las que el bazo es el responsable de eliminar a los micronúcleos de la circulación y se pretende probar genotóxicos con ellos.
El estudio de los micronúcleos de la mucosa bucal también es relativamente simple; tiene la ventaja de que se realiza directamente sin la elaboración de cultivos, y estas células reflejan el efecto genotóxico ocurrido en la capa basal en las últimas tres semanas. Para realizarla, se requiere solamente que la persona se enjuague con agua la cavidad bucal; luego, se realiza un raspado de la parte interna de las mejillas y el material es esparcido sobre un portaobjetos limpio, donde se deja secar para después fijarlo y teñirlo. Las observaciones se hacen en un microscopio con objetivo de inmersión.
Debido a la ventaja que tiene el emplear bioensayos para detectar genotóxicos, diversos grupos de investigadores se han dado a la tarea de buscar organismos que puedan ser utilizados como indicadores de daño en el ADN. Para el caso particular de los micronúcleos, esos organismos deberán responder formando micronúcleos en número suficiente como para que, al exponerlos al probable agente genotóxico, se observe un aumento significativo. Ello permite detectar genotóxicos micronucleogénicos mediante el estudio comparativo de los eritrocitos micronucleados de la sangre periférica de dichas especies.
De esta manera, además de las especies de laboratorio –rata, ratón, hámster y algunos primates–, se han propuesto otros vertebrados no mamíferos, como ciertos anfibios, aves y peces, e incluso plantas en tejidos como las células formadoras del polen y los meristemos apicales de la raíz o el tallo.
Con el afán de hacer más sensible la prueba de micronúcelos, algunos investigadores han utilizado sustancias mitogénicas como la eritropoyetina, que es un factor de crecimiento, multiplicación y diferenciación de los eritroblastos, la cual se utiliza para inducir eritropoyesis, o también, en forma similar, el dicloruro de cobalto, que se usa para inducir a la eritropoyetina.
Finalmente, con esta prueba, descrita originalmente para determinar el daño, nos encontramos actualmente realizando estudios en los que pretendemos demostrar la utilidad de tal herramienta en la taxonomía, con base en que el valor espontáneo de los eritrocitos micronucleados es característico de cada especie.


Para el lector interesado
Griffiths, A.J.F., Millar, J.H., Suzuki, D.T., Lewontin, R.C. y Gelbart, W.L. (1993). Genética (5ª ed.). Barcelona: Interamericana/McGraw-Hill.
Luck, E. (1977). Conservación química de los alimentos. Zaragoza (España): Acriba.
McVan, B.F. (1995). Índice de medicamentos. México: El Manual Moderno.
Schmid, W. (1975). The micronucleus test. Mutation Research, 31, 9-15. Torres B., O, Zamora P., A.L., Esparza F., A, López G., B, Feria V., A,
Cantú, J.M. y Zúñiga, G. (1999). Eritrocitos micronucleados en niños esplenectomizados con y sin quimioterapia. Boletín Médico del Hospital Infantil de México, 56, 212-217.
Zúñiga G., G., Gómez M., B.C., Zamora P., A, Ramos I., M.L., Batista G., C.M., González R., A., Luna A., J. y Rodríguez Á., J.L. (2002).
Especies exóticas con micronúcleos espontáneos: alternativa
para estudios de genotoxicidad. Nowet, 1, 5-9.