Estudios in vitro de los mecanismos de toxicidad de las micotoxinas

Resumen

Se ha llevado a cabo la evaluación in vitro de los efectos producidos por micotoxinas de Alternaria y Fusarium en células de mamífero. Se ha evaluado la citotoxicidad individual del alternariol (AOH), alternariol monometil éter (AME), beauvericina (BEA), deoxinivalenol (DON), eniatina B (ENN B), fumonisina B1 (FB1), zearalenona (ZEA) y α-zearalenol (α-ZOL) en células de adenocarcinoma de colon humano (Caco-2) donde únicamente se obtuvieron valores de IC50 para la ENN B, DON, BEA y α- ZOL. La evaluación de la citotoxicidad combinada entre mezclas de micotoxinas en células Caco-2 mostró efecto sinérgico en las combinaciones de AOH+AME, DON+AOH y ENN B+AOH; efecto aditivo en la combinación DON+ENN B y efecto antagonista en la combinación terciaria DON+AOH+ENN B. Se estudió la bioaccesibilidad y biodisponibilidad del AOH, ZEA y α-ZOL. Se evaluó la bioaccesibilidad mediante el método de digestión estático in vitro, siendo el α-ZOL más bioaccesible a nivel gástrico y duodenal que la ZEA. Se observó una baja biodisponibilidad en las tres micotoxinas ensayadas con las células Caco-2/TC7, siendo el AOH el más biodisponible. Teniendo en cuenta la biodisponibilidad de las micotoxinas y los escasos estudios de mecanismos de toxicidad conocidos, se estudió la interacción de las micotoxinas con los componentes y la alteración de actividades celulares. Los resultados obtenidos demostraron que el AOH bloquea el ciclo celular en la fase G2/M, causa pérdida del potencial de la membrana mitocondrial y produce apoptosis a través de la vía mitocondrial. Además, se evaluó el daño causado por el AOH a nivel del ADN mediante el ensayo del cometa y se observó un incremento del daño dependiente de la concentración. Debido a la biodisponibilidad de las micotoxinas, se determinó la actividad estrogénica de algunas muy prevalentes como la FB1 y la BEA, observándose que la BEA produce mayor actividad estrogénica sobre células que la FB1. Dado que un mecanismo de citotoxicidad es el estrés oxidativo, se determina la capacidad del AOH para generar especies reactivas de oxígeno (ROS), evidenciándose que el AOH en las células Caco-2 produce ROS inmediatamente tras la exposición en todas las concentraciones ensayadas. Una de las consecuencias de las ROS es la oxidación de los lípidos de las membranas celulares, es decir, la generación de peroxidación lipídica (LPO). Los resultados obtenidos demostraron que el AOH aumenta significativamente la producción de LPO. Tras los resultados obtenidos se procedió a determinar la eficacia del sistema de defensa intracelular (enzimático y no enzimático) frente al estrés oxidativo. Estos indicaron un incremento de la actividad de la superóxido dismutasa (SOD) a todas las concentraciones de AOH expuestas en las células Caco-2 y que la actividad enzimática de la catalasa (CAT) fue más eficaz que la glutatión peroxidasa (GPx), eliminando peróxido de hidrógeno. Además, se demostró que el glutatión (GSH) y las enzimas implicadas en el ciclo del glutatión participan de manera activa en la defensa celular frente al AOH. Por otra parte, se estudió el efecto protector de vitaminas y antioxidantes de la dieta mediterránea frente a la exposición al AOH. Los resultados demostraron que los antioxidantes del aceite de oliva virgen extra previenen el daño celular producido por el AOH cuando se exponen simultáneamente. Mientras que la quercetina, considerada el polifenol en mayor cantidad ingerido diariamente en la dieta, no presentó efecto citoprotector frente al AOH, la soyasaponina I, saponina en mayor proporción en las legumbres y con efecto antioxidante, sí mostró efecto citoprotector tras la exposición de AOH. Para concluir, se estudió el isotiocianato de alilo como estrategia de mitigación para prevenir el crecimiento de los hongos en los alimentos y evitar la presencia de micotoxinas en la dieta. El isotiocianato de alilo reaccionó mejor con la ZEA que con el α- ZOL, reduciendo más de la mitad de la concentración inicial de ZEA. De esta forma, el isotiocinato de alilo podría considerarse una buena estrategia de reducción de las micotoxinas de los alimentos.