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LA BIOTECNOLOGÍA Y LAS BIOTOXINAS Dra. Rosalba Alonso Rodríguez Laboratorio de Biotoxinas Marinas Unidad Académica Mazatlán Instituto de Ciencias del Mar.

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1 LA BIOTECNOLOGÍA Y LAS BIOTOXINAS Dra. Rosalba Alonso Rodríguez Laboratorio de Biotoxinas Marinas Unidad Académica Mazatlán Instituto de Ciencias del Mar y Limnología UNAM

2 Biotecnología y biotoxinas Seguridad Alimentaria-toxicoinfecciones Terapia-uso de toxinas con fines farmacológicos Sistemas de detección biotecnológicos Biosensores, PCR e imunoblotting Biosensores biocatalíticos o por bioafinidad

3 DEFINICIONES BASICAS La Toxinología se centra en el estudio de las sustancias tóxicas producidas o acumuladas por los organismos vivos, sus características y su significado biológico. La Toxicología se encarga de los efectos nocivos de estas sustancias sobre los organismos. Toxicidad capacidad de una sustancia de causar efectos adverso sobre la salud. Biotoxinas son sustancias activas o metabolitos producidos por organismos y varían en origen, composición química, estructura, solubilidad y mecanismos de acción. Biotoxinas producidas por microalgas, dependiendo de sus características pueden causar daños por contacto directo (exotoxinas) o a través de la cadena alimenticia (endotoxinas).

4 Biotoxinas y seguridad alimentaria Sustancias tóxicas producidas por organismos vivos Bacterias Algas Hongos Plantas Animales

5 Toxinas bacterianas Naturaleza proteica Producidas en el alimento o en el organismo infectado Enfermedades gastrointestinales hasta la muerte Exoneurotoxinas, enterotoxina, neuroenterotoxina

6 TOXINAS PRODUCIDAS POR ALGAS MACROALGAS (Chondria armata MICROALGAS Toxinas Paralizantes (PSP) Toxinas Amnesicas (ASP) Toxinas Neurotoxicas (NSP) Ciguatoxinas (CTX) Yesotoxinas (YTX)

7 Micotoxinas Estructura química diversa Crecimiento de hongos en cereales, frutas secas, especias, etc. Efectos agudos y crónicos Afecta hígado, riñones, sistema endocrino e inmunológico Carcinogénicas 20 son las más importantes Aflatoxinas y fumonicinas

8 Plantas productoras de toxinas Cianogenicos Hematoxicas Hemaglutininas Innibidores enzimaticos Vasoactivos Saponinas Aceites cancerigenos

9 TOXINAS PRODUCIDAS POR ANIMALES Tetrodotoxina pez globo LD g/kg Medusa australiana LD g/kg Serpiente Taipan (Australia) LD g/kg Abeja LD mg/kg Serpiente de cascabel LD 50 4 mg/kg Avispa LD mg/kg Rana venenosa LD mg/kg

10 Biotoxinas marinas Ficotoxinas Tóxicos No proteica Bajo peso molecular Origen y estructura química diversa Paralizante, amnésica, neurotóxica, diarreica y ciguatera Otras

11 TOXICIDAD DE EXPRESADA COMO LD 50 en g/kg o ppb

12 MAGNICIDIOS USANDO BIOTOXINAS Amenofisis IV a.c. Faraón egipcio- desconocida Sócrates a.c. Filósofo-Cicuta (Conium maculatum) alcaloide Alejandro Magno a.c. estricnina (Strychnos mix-vomica) Cleopatra a.c. veneno de cobra Naja haje Tiberio Claudio César d.c. sardonia (Ranunculus sceleratus)

13 Envenenamientos de Políticos Gregory Marcov-1978-ricina (Ricinus comunis) Varios-Estricnina

14 OTRAS TOXINAS Nazis-cianuro de hidrógeno en cámaras de gas Hitler-cianuro Víctor Yuschenko-dioxina

15 ESCALA DE TOXICIDAD ClaseDosis Prácticamente no-tóxico>15 g/kg Levemente tóxico5-15 g/kg Moderadamente tóxico0.5-5 g/kg Muy tóxico mg/kg Extremadamente tóxico5-50 mg/kg Supertóxico<5 mg/kg

16 VIAS DE ENTRADA Intravascular-Intraarterial. Intravenosa Inhalatoria-alveolos, tracto superior Mucosa-sublingual, vaginal, nasal, ocular Intraperitoneal-substancias solubles Rectal- inferior,superior Intramuscular Subcutanea Percutanea

17 DOSIS EFECTIVA 50 Y DOSIS LETAL 50 Agente ED50 mg/Kg LD 50 mg/Kg Via de entrada Etanol 700 g10000 ratón Oral NaCl ratón IP Sulfato Ferroso rata oral Sulfato morfina rata oral Fenobarbitol rata oral DDT 7100 rata oral Picrotoxina rata sc Estricnina sulfato rata IP Nicotina rata iv d-Tubocurarine 35mg0.5 rata iv Tetrodotoxina 7mg0.1 rata iv Dioxina (TCDD) 70 g cobayo iv Toxina botulínica 0.7 g rata iv

18 Todo es veneno, nada es sin veneno. Sólo la dosis hace el veneno " Philippus Aureolus Bombast von Hohenheim, conocido como Teofrasto Paracelso Alquimista, medico y astrologo suizo

19 BIOTOXINAS MARINAS

20 BIOTOXINAS USADAS TERAPEUTICAMENTE FUENTETOXINA LD 50 g/kg EFECTOSUSO TERAPEUTICO Clostridium botulinium BTX-A Paralisis muerte Espasmos, distonias y paralisis cerebral Serpientesancrod batroxobina Neurotoxico Hemolitico Necrosante Anticoagulante en trombosis Apitoxinas2800Alergia muerte Hipertensión, aprendizaje, memoria e inmunidad Toxinas de alacránescozul--Anticancerígeno Alacrán Centruroidespolipeptidos Falla respiratoria muerte Antiplasmodico, Antibiotico antiveneno

21 BIOTOXINAS USADAS TERAPEUTICAMENTE FUENTETOXINAEFECTOSUSO TERAPEUTICO TetrodotoxinaTTXParalisis muerte Euforia, anestesico local, adiccion a heroina Amfidinolidos y caribenolidos MacrolidosAntitumoral Acido ocadaicoAOEnvenenamiento diarreico Antitumoral de cancer de seno SaxitoxinaSTXBloqueo de canal de sodio Anestésico dolores crónicos, dependencia de nicotina Camacho et al (2007), Biotechnological significance of toxic marine dinoflagellates

22 FUENTETOXINAEFECTOSUSO TERAPEUTICO YesotoxinaYTXcitotoxicoAfecta la producción de colesterol celular, supresor de tumores NeurotoxinaBTXAbre canales de sodio Fibrosis quistica y enfermedades pulmonares GonyautoxinasGTXBloquea canales de solio Infiltraciones anales clinicas Goniodiminaantifungal Gymnocinacitotoxicoutil en leucemia Protoceratinacitotoxicoanticancerigeno Pectenotoxinacitotoxicoanticancerigeno ZooxantellatoxinasimbioiminaVasoconstrictorOsteoporosis, antiinflamatorio y antileucemico Acido gambiericoAntifungal CiguateramaitotoxinaAbre canal de calcioAntifungal Estimula secreción de crecimiento de nervio

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