Un bioensayo es un método analítico para determinar la potencia o efecto de una sustancia por su efecto sobre animales o plantas vivos ( in vivo ), o sobre células o tejidos vivos ( in vitro ). [1] [2] Un bioensayo puede ser cuántico o cuantitativo, directo o indirecto. [3] Si la respuesta medida es binaria, el ensayo es cuántico; si no, es cuantitativo . [3]
Se puede utilizar un bioensayo para detectar peligros biológicos o para evaluar la calidad de una mezcla. [4] A menudo se utiliza un bioensayo para controlar la calidad del agua , así como los vertidos de aguas residuales y su impacto en el entorno. [5] También se utiliza para evaluar el impacto ambiental y la seguridad de nuevas tecnologías e instalaciones. [ cita necesaria ]
Los bioensayos son esenciales en las ciencias farmacéuticas, médicas y agrícolas para el desarrollo y lanzamiento de nuevos fármacos, vitaminas, etc.
Un bioensayo es una prueba bioquímica para estimar la potencia de un compuesto de muestra. Por lo general, esta potencia sólo puede medirse en relación con un compuesto estándar. [3] [1] Un bioensayo típico implica un estímulo (por ejemplo, medicamentos) aplicado a un sujeto (por ejemplo, animales, tejidos, plantas). De este modo se desencadena y mide la respuesta correspondiente (por ejemplo, la muerte) del sujeto. [6]
El primer uso de un bioensayo se remonta a finales del siglo XIX, cuando el médico alemán Paul Ehrlich sentó las bases de los bioensayos. [7] Introdujo el concepto de estandarización por las reacciones de la materia viva. [7] [6] Su bioensayo sobre la antitoxina diftérica fue el primer bioensayo en recibir reconocimiento. [8] Su uso de bioensayos permitió descubrir que la administración de dosis cada vez mayores de difteria en animales estimulaba la producción de antisuero. [9]
Un ejemplo bien conocido de bioensayo es el experimento del "canario en la mina de carbón". [10] Para advertir con anticipación sobre niveles peligrosos de metano en el aire, los mineros llevarían canarios sensibles al metano a las minas de carbón. Si el canario muriera por acumulación de metano, los mineros abandonarían la zona lo más rápido posible.
Muchos de los primeros ejemplos de bioensayos utilizaron animales para probar la carcinogenicidad de sustancias químicas. [11] En 1915, Yamaigiwa Katsusaburo y Koichi Ichikawa probaron la carcinogenicidad del alquitrán de hulla utilizando la superficie interna de orejas de conejo. [11]
Desde la década de 1940 hasta la de 1960, los bioensayos en animales se utilizaron principalmente para probar la toxicidad y seguridad de medicamentos, aditivos alimentarios y pesticidas. [11]
A partir de finales de los años 1960 y 1970, la dependencia de los bioensayos aumentó a medida que aumentaba la preocupación pública por los riesgos ocupacionales y ambientales. [11]
El bioensayo se puede clasificar según cómo se aplica y cómo se registra la respuesta.
Un bioensayo clásico es la prueba de Ames . Una cepa de Salmonella que requiere histidina para crecer se coloca en dos placas con un medio de crecimiento que contiene cantidades mínimas de histidina y algo de extracto de hígado de rata (para imitar el metabolismo hepático). Se agrega un mutágeno sospechoso a una placa. Si en la placa con el mutágeno sospechoso crecen colonias más visibles, probablemente sea mutágeno: un mutágeno podría hacer que la cepa de bacteria recupere la capacidad de producir su propia histidina. [13]
La mayoría de las otras formas de pruebas toxicológicas también son bioensayos. Se pueden someter animales o cultivos celulares a varios niveles de una toxina sospechosa para determinar si la sustancia causa cambios dañinos y en qué nivel lo hace. El valor LD 50 , una medida común de toxicidad aguda, describe la dosis a la que una sustancia es letal para el 50% de los animales probados. [14]
La potencia de un fármaco se puede medir mediante un bioensayo. [15]
Los bioensayos ambientales son generalmente un estudio de toxicidad de amplio alcance . [16] Se lleva a cabo una evaluación de identificación de la toxicidad para determinar cuáles son los tóxicos relevantes . Aunque los bioensayos son beneficiosos para determinar la actividad biológica dentro de un organismo, a menudo pueden llevar mucho tiempo y ser laboriosos. Los factores específicos del organismo pueden dar como resultado datos que no son aplicables a otros en esa especie. Por estas razones, a menudo se emplean otras técnicas biológicas, incluidos los radioinmunoensayos . Ver bioindicador .
Los requisitos de control de la contaminación del agua en los Estados Unidos exigen que algunos descargadores industriales y plantas de tratamiento de aguas residuales municipales realicen bioensayos. Estos procedimientos, llamados pruebas de toxicidad total del efluente , incluyen pruebas de toxicidad aguda así como métodos de prueba crónica. [5] Los métodos implican exponer organismos acuáticos vivos a muestras de aguas residuales durante un período de tiempo específico. [17] [18] Otro ejemplo es el bioensayo ECOTOX, que utiliza la microalga Euglena gracilis para probar la toxicidad de muestras de agua. [19] ( Ver Bioindicador#Microalgas en la calidad del agua )
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