07 de Septiembre de 2016
Artículo de divulgación

Uso de herramientas metabolómicas en el estudio de la toxicidad de las aflatoxinas y sus efectos adversos en peces de importancia para la piscicultura

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Pacú

Las micotoxinas son de relevancia en la acuicultura porque pueden representar pérdidas económicas debido a varias razones, desde la aptitud y calidad de los peces para consumo humano, como a pérdidas en el desempeño de la producción por los efectos tóxicos sobre la salud de los peces. El desarrollo de herramientas ómicas permitiría detectar en forma temprana a través de biomarcadores: enfermedades y toxinas que afecten la producción.


Resúmen técnico

La actividad acuícola en Argentina puede considerarse aún en vías de desarrollo, con una producción anual de aproximadamente 4 mil toneladas (INDEC, 2015). Entre las especies de peces de agua dulce cultivadas, el pacú (Piaractus mesopotámicus) es la más extendida en el área noreste del país y la más importante en volumen de producción (2.119 tonelada en 2014) superando desde 2012 al cultivo de trucha que lideraba el sector y representando el 53% de la producción piscícola nacional (INDEC, 2015).

En la acuicultura del pacú, el perfil de los productores está conformado mayormente por pequeños minifundistas que incorporan la piscicultura como opción productiva para mejorar la rentabilidad del campo (FAO, 2015). El reciente aumento de los precios de los ingredientes para la preparación de los alimentos de los peces, aumenta la probabilidad de que en la búsqueda de fuentes más económicas por parte de los acuicultores estos compren ingredientes y/o alimentos de menor calidad. Estudios realizados por BIOMIN en 2009, de un total de 9030 análisis realizados a nivel mundial, alertaban sobre la presencia de micotoxinas en los componentes de alimento para peces, e indicaba que el 74% de las muestras analizadas estaban contaminadas con al menos una micotoxina. Además, el uso de materias primas de origen vegetal como sustitutos de proteína y aceite de pescado en los alimentos para la acuicultura aumenta el riesgo de contaminación por las mismas.

La presente línea de investigación se orienta a la evaluación de respuestas biológicas a nivel bioquímico, indicadoras de efectos adversos inducidos por la presencia de aflatoxinas en los alimentos balanceados. Dentro de las respuestas evaluadas se incluye el sistema de biotransformación de fase I y II, indicadores de daño genotóxico en el hígado y respuestas metabólicas globales a nivel del plasma, bilis e hígado en peces. En particular, el presente trabajo pretende comprender cuales son los efectos adversos producidos por las aflatoxinas en el pacú y su relación con las dosis efectivas que impactan sobre la supervivencia, el crecimiento y otros parámetros de importancia comercial (malformaciones, discoloración, etc.).

Los estudios que utilizan las tecnologías ómicas, y en especial la metabolómica, sobre peces de importancia para la acuicultura son reducidos, siendo aún más escasos los relacionados a especies de importancia para la producción Argentina.

La integración de respuestas a nivel del sistema de biotransformación en fase I y II, evaluado a través de por ejemplo la enzima EROD, (específicas para subfamilias de P450) y la enzimas GST (glutatión-S-transferasa), UGT (glucuroniltranferasas) y SULT (sulfotransferasas) con ensayos que permitan identificar los cambios en los metabolitos endógenos específicos, mediante espectrometría de masas, brindan información sobre perfiles metabólicos que pueden ser utilizados como “huellas dactilares” para identificar exposición y/o efectos inducidos por contaminantes, ello permite el desarrollo de biomarcadores sensibles y específicos sobre el estado de salud de los organismos.

El desarrollo de líneas de investigación que adapten herramientas metabolómicas para la identificación de potenciales biomarcadores de exposición a diferentes toxinas; pueden resultar una importante herramienta para la seguridad alimentaria, aunque este trabajo, se centre en la producción piscícola y las aflatoxinas como contaminantes, servirá como base para estudios similares para otras especies y toxinas.

 

Using metabolomic tools in aflatoxins toxicity assessment and its adverse effects on fish of aquaculture relevance

Aquaculture production in Argentina can be considered still in development, with an annual production of approximately 4 thousand tons (INDEC, 2015). Among the species of freshwater fish farming.  pacú (Piaractus mesopotámicus) is by far the dominant specie in the North-East of the country and has the most important production in volume terms (greater than 2 thousand tons in 2014). Since 2012,pacu farming surpasses trout farming, which used toled the sector, and represents 53% of the national fish farming production (INDEC, 2015).

the profile of pacu-farmers is mostly made up by smallholders who incorporate the fish farming as productive option to improve the profitability of the field (FAO, 2015). The recentprice hikes of the ingredients of fish-foods increases the likehood that farmers will purchase lower quality ingredients. In 2009 Biomin analyzed 9030 samples takenworldwide and warned about the presence of mycotoxins in fish feed components, and indicated that 74% of the analyzed samples were contaminated with at least one mycotoxin. In addition, the use of raw materials of plant origin as substitutes for protein and fish oil in aquaculture feeds increases the risk of contamination by them.

This line of research is aimed to evaluate biological responses at the biochemical level as indicators of adverse effects induced by the presence of aflatoxins in fish-food. The evaluated responses include the phase I and II biotransformation system and indicators of genotoxic damage in the liver, and global metabolic responses at the plasma, bile and liver in fish. In particular, this study aims to understand the adverse effects induced by aflatoxins in pacu and their relationship to effective doses that impact on survival, growth and other commercially important parameters (malformations, discoloration, etc.).

OMIC technologies based studies, especially metabolomics, on aquaculture relevant fish species are scarce, being even less common in those species of importance for Argentinean production.

The combination of studies on the biotransformation system (phase I and II), such us the EROD enzymes, (specific P450 subfamilies) and GST (glutathione-S-transferase), UGT (glucuroniltransferase), and SULT (sulfotransferases) enzymes, together with the assessment of specific changes in endogenous metabolites by mass spectrometry, will provide metabolic profiles that could be used as fingerprints to identify exposure and/or effects induced by aflatoxins. This will allow the identification of sensitive and specific biomarkers about the health condition of organisms.

The development of research to adapt metabolomic tools for identifying potential biomarkers of exposure to different toxins; are an important tool for security food. Although this work focuses on fish-farming and aflatoxins as contaminants, it could be useful as a basis for similar studies for other species and toxins.

Referencias

Áreas geográficas alcanzadas
    • Argentina