El aire de una ciudad, de una industria o incluso de una vivienda puede contener, en altas o bajas proporciones, diversos tipos de contaminantes. Existen muchas sutancias distintas que contaminan el ambiente, y una forma de evaluar sus efectos tóxicos es el biomonitoreo, técnica que utiliza organismos vivos, en este caso diversas plantas, -sensibles a varios tipos de gases y/o partículas- que reaccionan de diferentes formas cuando detectan la presencia de contaminantes específicos.

Pero, ¿por qué usar plantas? Para el líder de este proyecto, Director del CETAM y académico del Departamento de Química, Dr. Francisco Cereceda, las ventajas de esta técnica son bastante amplias, y van desde reducción de costos, mejorar la eficiencia y la cobertura para monitoreo de zonas extensas y por largos períodos de tiempo, hasta la posibilidad de evaluar mezclas complejas de contaminantes orgánicos e inorgánicos a nivel de trazas.

“Muchas sustancias que contaminan el aire, el agua o el suelo ejercen un efecto sobre los seres vivos, y algunas de ellas producen alteración en los genes, lo que puede producir efectos mutagénicos en los mismos. Estos efectos pueden ser evaluados por métodos biológicos tales como el biomonitoreo”, señala Cereceda.

Asimismo, el especialista explica que, en el marco del proyecto Fondef-CONICYT, el Laboratorio de Biomonitoreo del CETAM, a cargo de la Ingeniera Agrónoma Ximena Fadic, trabaja principalmente con el biomonitor denominado Tradescantia, una planta que ha sido validada internacionalmente por la International Programme on Chemical Safety (IPCS), organismo que catalogó su uso como “una manera eficiente, confiable y rápida” para evaluar ambientes genotóxicos (que producen daño en el material genético).

Para los ensayos in situ basta con exponer la planta tan sólo 8 horas al ambiente que se quiere evaluar para que se evidencien cambios en la misma, siendo la respuesta del vegetal a la presencia de sustancias contaminantes genotóxicas una herramienta muy útil para evaluar la toxicidad del ambiente, ya sea aire, agua o suelo.

Eficacia biológica
El uso de bioindicadores vegetales se ha ampliado considerablemente alrededor del mundo, donde varias ciudades lo han incorporado como parte de sus programas regulares de control de calidad del aire, tal como es el caso del proyecto Eurobionet, que se basa en la estandarización de ensayos y biomonitores, operando en 8 ciudades europeas desde el año 2000.

Por esto motivo, el profesor Cereceda asegura que sería una buena alternativa el agregar el uso de biomonitores como parte integral de la red de monitoreo de calidad del aire que ya existe por ejemplo en Santiago, ya que entregaría información adicional y muy valiosa respecto de los potenciales riesgos de salud en la población.

“Estudios recientes realizados en ciudades altamente contaminadas han demostrado que existe una relación directa entre la respuesta del biomonitor Tradescantia (frecuencia de micronúcleos) con los efectos sobre la salud de la población, en especial la mortalidad por cáncer y enfermedades cardiovasculares”, asegura.

Efectos en las plantas
En la actualidad, el CETAM está trabajando en pos de caracterizar la calidad del aire en ambientes laborales desde el punto de vista toxicológico (mediante el uso del biomonitor Tradescantia) y a través de la determinación simultánea de los compuestos contaminantes (por medio de técnicas químico-analíticas de desorción térmica y cromatografía gaseosa capilar). Se espera que los primeros estudios in situ dentro de una empresa puedan realizarse a fines de este año, los cuales están siendo apoyados por la colaboración del Instituto de Seguridad de Trabajo (IST) y la empresa norteamericana Perkin Elmer con su filial en Chile, ambos socios del proyecto FONDEF D05I10054 de CONICYT.

La investigadora del CETAM Ximena Fadic, señala que es a través de dos tipos de ensayos cómo se analizan las plantas. El primero, llamado ensayo de micronúcleos, se basa en la detección y cuantificación de microestructuras que se generan por la expulsión de trozos de material genético dañado desde el núcleo hacia el citoplasma de la célula (micronúcleos). El segundo ensayo que se realiza en el Laboratorio de Biomonitoreo consiste en el análisis de los pelos estaminales de los estambres de la flor del biomonitor, más específicamente en la búsqueda de mutaciones que se evidencian por un cambio de color en las células, siendo la célula normal de color azul y la que ha mutado rosada.

Ambos efectos se producen debido a la acción de un agente o perturbación ambiental que afecta al genoma, por ejemplo algunos compuestos químicos contaminantes como los hidrocarburos aromáticos policíclicos, presentes en la combustión incompleta de biomasa o los compuestos orgánicos volátiles como solventes del tipo benceno y/o tolueno, entre otros.

Cabe destacar que los biomonitores se cultivan bajo invernadero en un ambiente controlado (sin contaminación), donde, además, se realizan estudios para optimizar su manejo y obtener así ejemplares óptimos para ser utilizados en los bioensayos antes descritos.