En la toxicologia juga un paper central la toxodinàmia, és a la descripció del mecanisme d’acció que explica la toxicitat d’una substància en certes concentracions i a través de certes vies d’administració per a un organisme concret. Substàncies químicament ben diferents poden coincidir en el mecanisme d’acció. Per exemple, tant la caulerpina (toxina d’origen algal) com el fenofibrat (substància sintètica) comparteixen mecanisme d’acció en tant que agonistes dels PPARs (receptors activats de proliferació peroxisomal). Aquest tret compartit fa que el professor de zoologia de la Universitat de Nàpols, Gianluca Polese, els hagi triat per a una estudi ecotoxicològic comparatiu emprant un model de laboratori del musclo blau del Mediterrani. En un article publicat aquesta setmana a Science of the Total Environment, amb Tania Russo de primera autora, expliquen els resultats de la comparació. Els musclos alimentats amb fenofibrat veuen augmentat el seu metabolisme alhora que també augmenten les seves reserves energètiques. Tant l’exposició a fenofibrat com l’exposició a caulerpina provoquen un augment de l’activitat catalasa. Malgrat compartir mecanisme d’acció, els efectes del fenofibrat són més notables que els de la caulerpina. Així, el fenofibrat indueix dany cel·lular i una pèrdua en l’homeostasi redox. Els musclos exposats a fenofibrat presenten nivells superiors de malonat, homarina i aminoàcids. Aquesta toxicitat del fenofibrat també es manifesta en forma d’alteracions histopatològiques.
Russo et al. han fet una comparació entre dues substàncies tòxiques per al musclo blau de la Mediterrània (“Mytilus galloprovincialis”) que actuen com a agonistes dels receptors activats de proliferació de peroxisomes (PPARs). Un d’ells, la caulerpina, és un producte natural del metabolisme de l’alga verda invasiva “Caulerpa cylindraceae”. L’altre, el fenofibrat, és un producte químic de síntesi.
Fenofibrat i caulerpina: dos exemples d’amenaces toxicològiques emergents per al musclo mediterrani
Aquesta recerca és signada per Tania Russo (del Departament de Biologia de la Universitat de Nàpols Federico II), Francesca Coppola (del Departament de Biologia de la Universitat d’Aveiro), Carla Leite (Aveiro), Marianna Carbone (de l’Institut de Química Biomolecular de Pozzuoli), Debora Paris (Pozzuoli), Andrea Motta (Pozzuoli), Anna Di Cosmo (professora de zoologia de la Unina), Amadeu M.V.M. Soares (Aveiro), Ernesto Mollo (Pozzuoli), Rosa Freitas i Gianluca Polese (Unina). Polese és l’autor corresponsal, que va trametre l’article a la revista Science of the Total Environment el 23 de febrer del 2023. L’editor de l’article fou Julian Blasco. Després d’una revisió que conduí a una nova versió de l’article el 19 de maig, aquest fou acceptat el dia 24 i publicat el dia 29.
Tant el fenofibrat com la caulerpina constitueixen amenaces emergents per al musclo blau de la Mediterrània. El fenofibrat és un fàrmac de síntesi d’ús en humans que s’administra per via oral amb la finalitat de tractar dislipidèmies: com molts altres fàrmacs acaba com a contaminant d’ambients marins una vegada excretat, bo i servant algunes de les seves activitats. La caulerpina, d’altra banda, és un alcaloide producte del metabolisme secundari de l’alga verda Caulerpa cylindracea, que s’ha establert com a espècie invasiva a la Mar Mediterrània. Com que tant la caulerpina com el fenofibrat actuen com a agonistes dels PPARs (receptors activitats de proliferació de peroxisomes), Russo et al. pensen que l’impacte ecotoxicològic podria ser comparable.
Un estudi de laboratori amb paràmetre bioquímic i histopatològics
És ben conegut que el fenofibrat és un fàrmac de risc per a l’ambient aquàtic. Que la caulerpina tingui un mecanisme d’acció idèntic ha motivat un interès creixent per determinar si aquest metabòlit natural també tindria un impacte de risc en l’ambient aquàtic. No es tracta d’una qüestió purament naturalística o centrada en el rendiment productiu de les muscleres, sinó que això és rellevant també des del punt de mira de la salut públic. En la xarxa tròfica marina la caulerpina (i el fenofibrat) poden acumular-se afectant peixos i mariscos d’importància comercial.
El musclo Mytilus galloprovincialis és considerat un bioindicador rellevant en ecotoxicologia. Russo et al. l’utilitzen com a model de laboratori. Al costat d’un grup control, establiren dos grups tractats de musclos: un amb una alimentació enriquida en caulerpina, i un altre amb una alimentació enriquida en fenofibrat.
L’anàlisi de marcadors bioquímics indicava que els musclos tractats amb fenofibrat patien alteracions en la capacitat metabòlica, dany cel·lular i canvis en l’activitat acetilcolinesterasa.
Aquests marcadors bioquímics havien estat seleccionats prèviament per Russo et al. La metabolòmica és una alternativa en la que s’avalua el conjunt de metabòlits d’un organisme, sense biaixos de selecció prèvia. Russo et al. aplicaren una anàlisi metabolòmica basada en ressonància magnètica nuclear sobre els musclos. Els musclos alimentats amb fenofibrat mostraven alteracions metabolòmiques.
L’anàlisi histològica dels musclos indicava que aquells que havien estat alimentats amb fenofibrat mostraven alteracions morfològiques en les agalles i en els túbuls digestius.
Tot plegat ratificava la idea que el fenofibrat és perjudicial per a la vida aquàtica, i que caldria controlar-ne l’abocament al medi natural.
El cas de la caulerpina és diferent. Russo et al. no han observat en els musclos alimentats amb caulerpina cap alteració significativa ni a nivell bioquímic ni histològic. Això convida Russo et al. a fer una crida en favor de la valorització de l’enorme biomassa d’aquesta alga invasiva de la Mar Mediterrània, ja que la caulerpina podria ser un producte natural d’interès per a la farmacologia que no comportés els efectes negatius de fàrmacs de síntesi com el fenofibrat.
Lligams:
– An alien metabolite vs. a synthetic chemical hazard: An ecotoxicological comparison in the Mediterranean blue mussel. Tania Russo, Francesca Coppola, Carla Leite, Marianna Carbone, Debora Paris, Andrea Motta, Anna Di Cosmo, Amadeu M.V.M. Soares, Ernesto Mollo, Rosa Freitas, Gianluca Polese. Sci. Total Environ. 164476 (2023).
Des de la Mediterrània 