El Grupo de Mutagénesis realiza su trabajo de investigación utilizando Drosophila melanogaster y linfocitos humanos como sistemas de ensayo.
La línea que usa D. melanogaster es la pionera y, a lo largo de este período, ha llevado a cabo diferentes proyectos de investigación:
a) Un amplio estudio de los efectos mutagénicos de diferentes agentes intercalantes (bromuro de etidio, naranja de acridina, acriflavina, cloroquina y quinacrina), analizando diversos tipos de daño genético: mutaciones puntuales, mutaciones cromosómicas (pérdida cromosómica y translocaciones), mutaciones somáticas e inducción de recombinación mitótica.
b) Un estudio del potencial genotóxico de distintos agentes tales como la cicloheximida, el dietilestilbestrol y la 8-etoxicafeína.
c) La evaluación de la mutagenicidad de diversos insecticidas organofosforados (diclorvos, dimetoato, fenitrotión, malatión, metilparatión y triazofos), estudiando aquellas modificaciones del protocolo estándar que permitían una mayor sensibilidad de los ensayos. Se analizaron los efectos que inducían las modificaciones en la ruta de administración, en los disolventes, y en las cepas utilizadas, así como los efectos producidos por la utilización de fracción microsomal de origen vegetal.
d) La evaluación de la mutagenicidad de dos insecticidas piretroides: cipermetrina y fenvalerato mediante ensayos que detectan el daño genético tanto en la línea somática como en la germinal.
e) La evaluación de la mutagenicidad de diversos insecticidas organoclorados: diclorobenceno, endosulfan, epiclorhidrina y lindano, mediante ensayos de detección de inducción de mutación germinal.
f) Estudio del posible potencial genotóxico del agua tritiada mediante tratamientos en fase larvaria, y evaluando el daño genético inducido en las líneas somática y germinal empleando diferentes ensayos de genotoxicidad.
g) Estudio comparativo, empleando Drosophila, de la sensibilidad de tres ensayos de detección de la inducción de mutación somática para evaluar agentes mutagénicos y carcinogénicos. Se han utilizado dos ensayos que detectan alteraciones genéticas en las células somáticas de los ojos (el white-zeste y el white-ivory) y uno que detecta los efectos en las células somáticas de las alas (el mwh/flr). Se analizaron 15 compuestos clasificados como: mutagénicos y cancerígenos (5), mutagénicos y no cancerígenos (5) y no mutagénicos y cancerígenos (5), con el fin de evaluar la especificidad y sensibilidad de estos ensayos.
Actualmente los centros de interés del Grupo son:
h) La evaluación y estudio del ensayo de mutación somática que utiliza marcadores de las células de las alas (mwh/flr). Esta línea de investigación analiza el papel de diferentes inhibidores de las topoisomerasas en la expresión del daño genético inducido por mutágenos estándar; estudia el potencial genotóxico de los herbicidas: alaclor, atrazina, hidrazida maleica, paraquat y de los insecticidas piretroides: cipermetrina, deltametrina, fenpropatrina y fenvalerato; y analiza también la actividad genotóxica del agente clembuterol.
i) El estudio comparativo de la reversión, frente a diferentes mutágenos, de las cepas wi (white ivory) y (wi)4 (white ivory tetraplicada), tanto en la línea somática como en la línea germinal. Los revertientes se analizan molecularmente para determinar el mecanismo de inducción de la reversión.
j) El estudio de la sensibilidad de diversos mutantes del locus white, caracterizados por poseer elementos genéticos móviles, frente a diferentes agentes mutagénicos físicos (choque térmico) y químicos (agentes alquilantes), y la caracterización molecular de las mutaciones revertientes. Los mutantes analizados son el wsp1(white spotted 1), el wh (white honey) y el wbf (white buff) con el elemento B104 inserto y el wa (white apricot) con el elemento copia. La caracterización molecular se realiza utilizando las técnicas de Southern-blot, Northern-blot y PCR.
k) La identificación y caracterización de mutantes deficientes en la reparación de apareamiento erróneo (mismatch) mediante la técnica de AP-PCR.
Los trabajos con linfocitos humanos constituyen una línea mas reciente dentro de nuestro Grupo. Los estudios realizados hasta ahora en esta línea abarcan:
l) Puesta a punto de los ensayos de detección de aberraciones cromosómicas (CA) y de intercambios entre cromátidas hermanas (SCE), y su aplicación en la evaluación genotóxica, in vitro, de algunos insecticidas piretroides.
m) La evaluación in vitro e in vivo (en enfermos de cáncer) del efecto de diversos agentes citostáticos: cis-platino, clorambucil y melfalan, mediante los ensayos de CA y SCE.
n) La evaluación, in vitro, de los efectos genotóxicos del agua tritiada (inducción de CA y SCE).
o) La evaluación, in vivo, mediante los ensayos de CA y SCE, del impacto genotóxico que la exposición laboral a pesticidas supone en un grupo de trabajadores agrícolas de la zona del Maresme (Barcelona).
p) Desarrollo metodológico del ensayo de micronúcleos (MN) utilizando citocalasina-B (CytB), analizando el papel de su concentración en la expresión de los MN. La evaluación de la frecuencia de MN se ha hecho tanto a nivel basal como mediante tratamientos con mutágenos estándar.
Actualmente se está trabajando en:
q) La evaluación, in vitro, del potencial mutagénico de varios insecticidas piretroides: cipermetrina, deltametrina, fenpropatrina y fenvalerato, y de los herbecidas: alaclor, atrazina, hidrazida maleica y paraquat, mediante la detección de la inducción de aberraciones cromosómicas, de intercambios entre cromátidas hermanas y de micronúcleos. También se está analizando el papel de la activación metabólica sobre la potencialidad genotóxica de estos pesticidas.
r) Valoración del papel que tiene el uso de técnicas de hibridación in situ (FISH) en la detección del tipo de daño genético inducido (roturas cromosómicas y aneuploidías) y su aplicación en el ensayo de MN. Utilización de las técnicas de painting para detectar la inducción de aberraciones cromosómicas estables.
s) Estudios de biomonitorización en poblaciones humanas expuestas laboralmente a derivados del petróleo y terapéuticamente a la acción de 131I. El riesgo genotóxico se valora mediante los ensayos de CA, SCE y MN.
t) Puesta a punto del ensayo de electroforesis de células aisladas (single-cell gel electrophoresis, SCGE) también llamado “ensayo del cometa” y su aplicación en la evaluación genotóxica de diferentes pesticidas.
v) Estudio de la respuesta adaptativa en pacientes tratados con 131I mediante tratamiento in vitro con bleomicina. Determinación, en los mismos pacientes, de la inducción de lesiones reparables por excisión mediante la utilización del inhibidor ara-C.
w) Estudio de los mecanismos de mantenimiento de la integridad de los telómeros en función de la edad de los donantes y de sus características genéticas (pacientes con anemia de Fanconi).
x) Estudio sobre la persistencia de las aberraciones cromosómicas y sobre sus mecanismos, con especial énfasis sobre el papel que juega la arquitectura de la cromatina y la reparación.
y) Estudios mecanísticos sobre la posible inducibilidad de las expansiones de repeticiones de trinucleótidos, presentes en la expresión de distintas enfermedades genéticas.