En ecotoxicología, ciencia que estudia el efecto de los compuestos tóxicos sobre los seres vivos, se emplean modelos matemáticos para determinar la toxicidad de los contaminantes liberados al medio ambiente.
La mayoría de biotests de toxicología acuática se basan en la inhibición del crecimiento o de una actividad metabólica específica de un organismo centinela o biosensor. Estos biotests generan una curva dosis-respuesta monotónica, es decir, que a mayor dosis de contaminante, mayor inhibición de crecimiento o actividad. Los modelos matemáticos empleados hasta ahora permiten predecir los efectos combinados de contaminantes cuando se usan biosensores que crean este tipo de respuesta.
Sin embargo, muchos sistemas biológicos y biosensores de última generación basados en ellos generan curvas dosis-respuesta más complejas, como las curvas dosis-respuesta bifásicas. Éstas presentan una primera parte de inducción, donde la señal aumenta de forma lineal a medida que se incrementa la concentración del contaminante hasta alcanzar una dosis que crea una respuesta máxima (Dmax); y una segunda parte, donde la señal decae. Los biotests de última generación están diseñados para detectar este tipo de respuestas biológicas y, por lo tanto, responden de forma bifásica al detectar contaminación ambiental.
Un grupo liderado por Francisca Fernández Piñas, de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM); en colaboración con Christian Ritz, de la Universidad de Copenhague; ha desarrollado un modelo matemático que permite ajustar curvas dosis-respuesta bifásicas.
Se ha validado estudiando la respuesta a metales pesados de un biotest de última generación: el biosensor Synechococcus elongatus pBG2120, que ha sido desarrollado en el laboratorio de Francisca Fernández Piñas y puede detectar hasta seis metales pesados diferentes presentes en el medio ambiente y potencialmente tóxicos para las microalgas (zinc, cadmio, plata, cobalto, mercurio y cobre).
Este trabajo abre una nueva vía de investigación: el estudio de los efectos combinados de este tipo de contaminantes en el medio ambiente.
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http://www.nature.com/articles/srep17200
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