Citocromo P450 como biomarcador de contaminación en aves

El citocromo P450 y los contaminantes ambientales

Durante la evolución, los animales, plantas y protistas han desarrollado una serie de mecanismos para la defensa contra los xenobióticos (drogas, pesticidas, anestésicos…) que acceden al organismo. Entre ellos se encuentra el sistema metabolizante del citocromo P450 (CYP450), una enorme y diversa superfamilia de hemoproteínas. 

Su nombre proviene del hecho que estas son proteínas celulares (cito) coloreadas (cromo) que tras ser reducidas por NADPH, son capaces de unirse al CO y absorber luz a una longitud de onda de 450 nanómetros con su pigmento.

La mayor concentración de enzimas CYP involucradas en la biotransformación de xenobióticos se encuentra en el hígado –y en el retículo endoplasmático de los organismos eucariotas– pero están presentes en prácticamente todos los tejidos. 

Presentan una amplia versatilidad funcional: es capaz de catalizar una gran cantidad de procesos y unirse a un número elevado de sustratos, aunque realiza principalmente reacciones de oxidación. Esto hace que el citocromo P450 sea un elemento clave para entender la respuesta a un proceso biológico, a un estado patogénico, de respuesta a un tratamiento farmacológico o a la contaminación.

En las últimas décadas se ha comprobado que los compuestos organoclorados, los bifenilos policlorados PCB y el pesticida DDT son de gran preocupación como contaminantes ambientales, los cuales pueden inducir el sistema CYP. Muchos hidrocarburos se unen a receptores específicos y desencadenan una serie de señales que resultan en la inducción de la expresión de CYP1A, una isoforma de P450 involucrada en la respuesta oxidativa a contaminantes.

Las aves en los Grandes Lagos

Un ejemplo del efecto de estos compuestos es el caso de las aves en los Grandes Lagos.

Además de la disminución de la población, se observaron deformidades en el pico, las patas, la cabeza y los ojos en los depredadores superiores, como las águilas calvas, las águilas pescadoras o las aves acuáticas coloniales, en tasas elevadas en comparación con las poblaciones de áreas más remotas.

Ante esto, se había planteado la hipótesis de la toxicidad de los compuestos similares a las dioxinas (DLC). Los resultados de la exposición a los DLC fueron signos de síndrome de desgaste, activación de enzimas oxidativas hepáticas, supresión inmunitaria y anomalías del desarrollo. Estos datos llevaron a mejores herramientas para evaluar tanto la toxicidad de las DLC como la exposición a estas. Por ejemplo, la capacidad de las DLC para inducir la actividad de CYP1A in vitro para evaluar la sensibilidad de una especie en particular. (Tillitt & Society of Environmental Toxicology and Chemistry, 2013)

Este ejemplo es solo uno de los muchos casos en los que el citocromo P450 ha ayudado como biomarcador a determinar el impacto de compuestos contaminantes tanto en el entorno como en los mismos organismos que conviven en él, y con ello al desarrollo de estrategias y métodos para combatir y prevenir el deterioro de los ecosistemas.