Application of novel lux-based cyanobacterial bioreporter in environmental toxicity: Accessment of individual and combined toxicity of priority and emerging pollutants

• Autores: Ismael Rodea Palomares
• Directores de la Tesis: Francisca Fernández Piñas (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2011
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Sergi Sabater i Cortés (presid.), Pilar Mateo Ortega (secret.), Ana Karina Boltés Espínola (voc.), Iris Maldener (voc.), Roberto Rosal García (voc.), Karl Forchhammer (voc.), Ildefonso Bonilla Mangas (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: digitool-uam.greendata.es
• Resumen

  • La degradación del medio natural es uno de los problemas y retos más importantes de la humanidad actualmente. Dicha degradación es una consecuencia directa de la actividad humana, especialmente desde la revolución industrial del Siglo XIX que sentó las bases del sistema económico moderno y que tuvo como consecuencia un crecimiento exponencial de la población, su masificación en grandes ciudades, y un intenso desarrollo tecnológico basado en la industria química. Todos estos factores han traído como consecuencia la producción y desecho de un sinfín de productos (naturales o artificiales) que finalmente acaban llegando a los ecosistemas acuáticos a través de las aguas de vertido de industrias y ciudades o la escorrentía de los campos de cultivo.

    Como consecuencia de los efectos de la contaminación detectados sobre la salud humana y el medio ambiente, los distintos estados y organizaciones internacionales han ido implementando durante los últimos 20 años distintos estándares de calidad que poco a poco han ido desarrollándose dando lugar a un enfoque multidisciplinar basado en tres pilares que se retroalimentan: primero, la investigación de los efectos sobre la salud y el medio ambiente de las distintas sustancias empleadas en la industria; segundo, el establecimiento de límites y criterios legales de máximos permitidos de las distintas sustancias para el consumo humano y la protección del medio ambiente en base a la evaluación de su peligrosidad; y tercero, la vigilancia y revisión de dichos criterios para conseguir un adecuado nivel de protección de la salud y del medio ambiente. En el caso de los ecosistemas acuáticos, este enfoque ha implicado un continuo desarrollo de las técnicas analíticas requeridas para poder detectar el creciente número de contaminantes que pueden acabar en las aguas, y un desarrollo de métodos biológicos para poder medir los posibles efectos adversos de esas sustancias sobre los distintos niveles del ecosistema.

    El objetivo fundamental de la presente tesis fue evaluar la aplicabilidad de un nuevo bioensayo de toxicidad general en ecotoxicología; para ello el bioensayo se aplicó para determinar la toxicidad individual y en mezclas de distintos contaminantes prioritarios y emergentes y de aguas residuales. Este nuevo bioensayo de toxicidad se basa en una cepa derivada de la cianobacteria filamentosa (de agua dulce) del Orden Nostocales: Anabaena sp. PCC 7120, llamado Anabaena CPB4337. Dicha cepa porta una integración cromosómica del operón luxCDABE de la bacteria terrestre naturalmente bioluminiscente Photorhabdus luminescens 1 (antes Xenorhabdus luminescens). En el caso de la cepa de cianobacteria en estudio, el operón lux se expresa de forma constitutiva y por tanto se trata de un organismo autoluminiscente, su luminiscencia es alta y estable en un rango de temperaturas entre 20 º C y 30 ° C (Pinas Fernández y Wolk, 2000; Szittner y Meighen, 1990), y la viabilidad celular y el crecimiento no se han visto afectados por la integración cromosómica ni por la generación endógena de aldehído (Pinas Fernández y Wolk, 1994). El bioensayo, al igual que los bioensayos clásicos de toxicidad, ha sido diseñado para obtener información sobre la toxicidad general de una muestra, pero su principal diferencia con los anteriores radica en que el parámetro toxicológico medido no está relacionado con la inhibición del crecimiento o el contenido en pigmentos, sino en la medida de la inhibición de la bioluminiscencia. En este aspecto, este bioensayo es similar al bien establecido bioensayo de inhibición de la luminiscencia de la bacteria marina naturalmente luminiscente Vibrio fischeri (Microtox ®), pero con dos ventajas principales sobre el mismo: es más relevante ecológicamente en el caso de muestras de aguas continentales, ya que se basa en un organismo que vive en aguas dulces; y además, el ensayo desarrollado necesita una menor manipulación de la muestra que éste último, generando pocos problemas de alteración de la muestra para su análisis.