RT doctoral thesis
T1 Uso de herramientas ómicas para la evaluación del riesgo ambiental de contaminantes emergentes en especies marinas de interés comercial
T2 Use of omic tools for environmental risk assessment of emerging contaminants in marine species of commercial interest
A1 Colás Ruiz, Nieves del Rocio
A2 Química Física
K1 Metabolomics
K1 Transcriptomics
K1 UV-filter
K1 Insect repellet
K1 marine organism
K1 Emerging contaminants
AB La presente tesis doctoral busca evaluar los posibles efectos toxicológicos que puedentener los contaminantes ‘emergentes’ (CE) en los organismos marinos expuestos aellos. En concreto, se han evaluado dos filtros solares, un repelente de insectos y unbiocida, todos ellos presentes en productos de cuidado personal (PCP). Estassustancias llegan a los sistemas marinos a través de los vertidos de aguas residuales,así como las entradas directas procedentes de actividades recreativas, tales como lanatación y el baño. La exposición a estos contaminantes se hace a muy bajasconcentraciones y de forma crónica, por tanto, evaluar sus posibles efectos a nivelmolecular resulta un paso clave para determinar su toxicidad. Las tecnologías “ómicas”permiten el estudio global de los diferentes niveles biológicos (transcriptoma, proteoma,metaboloma…) desde un punto de vista holístico e integrado. La integración de datosómicos, junto con la fusión de datos de bioconcentración y toxicocinética, es un métodoextremadamente útil para dilucidar el modo de acción (MoA) de los contaminantes. Deeste modo, en la presente tesis doctoral se ha implementado el uso y la integración deherramientas ómicas (metabolómica y transcriptómica) para evaluar el efectotoxicológico de dos filtros solares (4-metilbencilideno alcanfor (4-MBC) y sulisobenzona(BP-4)), un repelente de insectos (N,N-Dietil-meta-toluamida (DEET)) y un biocida(triclosán (TCS)) en dos especies marinas de interés comercial, la dorada (Sparusaurata) y la almeja japonesa (Ruditapes philippinarum). Adicionalmente se realizaronestudios de bioconcentración y toxicocinética.Primero, se realizaron siete experimentos de exposición con los contaminantes yorganismos anteriormente mencionados usando un flujo continuo para reproducirescenarios de exposición ambiental bajo condiciones controladas de laboratorio. Tras laaplicación de técnicas analíticas y de alto rendimiento, se observó que labioacumulación de los contaminantes es superior en la almeja que en los peces. Estoevidencia la importancia de tener en cuenta organismos de distintos niveles tróficos paraevaluar el potencial de bioacumulación de los contaminantes ambientales. Además, se observó que el filtro solar 4-MBC presentó el factor de bioacumulación (BCF) más alto(368 565 L Kg -1) y la tasa de eliminación más baja (61.65%) que, junto con lapersistencia de este compuesto en el medio, son probablemente indicativos de un riesgopotencial para el medio acuático marino que puede llegar a magnificarse a través de lared alimentaria. También se observó que este compuesto sufría variasbiotransformaciones (reducción, oxidación, hidroxilación…) con el fin de ser excretado,afectando al metabolismo de las drogas y xenobióticos y al del glutatión, llegando aproducir estrés oxidativo. Por otro lado, se observó que, aunque el TCS y BP-4 teníanaltos BCF en la almeja (1309 y 850 L Kg -1 respectivamente), sus tasas de eliminacióntambién eran altas (97.12 y 99.99%). Sin embargo, la exposición a estos contaminantesprodujo, entre otros, alteraciones en el metabolismo de los lípidos lo que puede debersea su capacidad como disruptores endocrinos. El DEET presentó el BCF más bajo en laalmeja (9.9 L Kg -1) y una alta tasa de eliminación (98.85%). El principal impacto de laexposición de este compuesto a nivel transcriptómico se observó en el metabolismo debiodegradación de xenobióticos y en el de los carbohidratos, lo que sugiere que seestaba realizando un gran consumo energético para poder llevar a cabo la excreción delcompuesto.En el músculo de la dorada se observó que tanto el DEET como la BP-4 presentabanbajos BCF (2.6 y 0.7 L Kg -1 respectivamente) mientras que el TCS presentaba un BCFde 113 L Kg -1. Sin embargo, los análisis transcriptómicos en el hígado de las doradasrevelaron que tras la exposición a DEET y BP-4, se expresaron 250 y 371 genesdiferencialmente, mientras que no se encontraron genes diferencialmente expresadosen la dorada tras la exposición a TCS. Tras la integración con los datos metabolómicosrealizados en las mismas muestras, se determinó que el DEET causaba en la doradaagotamiento energético a través de la alteración de los metabolismos de carbohidratosy aminoácidos, estrés oxidativo que daba lugar a daños en el ADN, peroxidación lipídicay daños en la membrana celular y apoptosis. También se observó la activación delmetabolismo de los xenobióticos, así como una reacción inmune-inflamatoria. Finalmente, la integración de datos multiómicos reveló que la BP-4 causaba en la doradaimpacto en el metabolismo energético y oxidación lipídica, así como, impacto en labiosíntesis de las hormonas esteroideas y tiroideas y en el metabolismo de losnucleótidos. En conclusión, esta tesis muestra la utilidad de integrar datos a distintosniveles biológicos y demuestra que el enfoque multiómico desarrollado y aplicadosupone una gran ventaja para dilucidar modos de acción de los compuestos estudiadosque, con enfoques diferentes, como el uso de una sola herramienta ómica, podríanhaberse pasado por alto.
YR 2023
FD 2023-05-14
LK http://hdl.handle.net/10498/31126
UL http://hdl.handle.net/10498/31126
LA spa
DS Repositorio Institucional de la Universidad de Cádiz
RD 08-nov-2026