La teratología es el estudio de las anomalías del desarrollo fisiológico de los organismos durante su vida. Es una subdisciplina de la genética médica que se centra en la clasificación de anomalías congénitas en dismorfología causada por teratógenos. Los teratógenos son sustancias que pueden causar defectos de nacimiento no hereditarios a través de un efecto tóxico en un embrión o feto . [1] Los defectos incluyen malformaciones, alteraciones, deformaciones y displasia que pueden causar retraso en el crecimiento, retraso en el desarrollo mental u otros trastornos congénitos que carecen de malformaciones estructurales. [2] El término relacionado toxicidad del desarrollo incluye todas las manifestaciones de desarrollo anormal que son causadas por una agresión ambiental . [3] El grado en que los teratógenos afectarán a un embrión depende de varios factores, como el tiempo que el embrión ha estado expuesto, la etapa de desarrollo en la que se encontraba cuando fue expuesto, la composición genética del embrión y la tasa de transferencia. del teratógeno. [4]
El término fue tomado prestado en 1842 del francés tératologie , donde se formó en 1830 del griego τέρας teras ( raíz de la palabra τέρατ- terat- ), que significa "señal enviada por los dioses, portento, maravilla, monstruo", y -ologie ( -ología ), utilizado para designar un discurso, tratado, ciencia, teoría o estudio de algún tema. [5]
La literatura antigua se refería a anomalías de todo tipo bajo el término latino Lusus naturae (literalmente, "fenómeno de la naturaleza"). Ya en el siglo XVII, la teratología se refería a un discurso sobre los prodigios y maravillas de cualquier cosa tan extraordinaria que pareciera anormal. En el siglo XIX adquirió un significado más relacionado con las deformidades biológicas, sobre todo en el ámbito de la botánica. Actualmente, su significado más instrumental es el del estudio médico de la teratogénesis, de las malformaciones congénitas o de los individuos con malformaciones significativas. Históricamente, la gente ha utilizado muchos términos peyorativos para describir o etiquetar casos de malformaciones físicas importantes. En la década de 1960, David W. Smith de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington (uno de los investigadores que se hizo conocido en 1973 por el descubrimiento del síndrome de alcoholismo fetal ), [6] popularizó el término teratología . Con la creciente comprensión de los orígenes de los defectos congénitos, el campo de la teratología a partir de 2015 [actualizar]se superpone con otros campos de la ciencia, incluida la biología del desarrollo , la embriología y la genética .
Hasta la década de 1940, los teratólogos consideraban que los defectos congénitos eran principalmente hereditarios. En 1941, se informaron los primeros casos bien documentados de agentes ambientales que causaban defectos congénitos graves. [7]
En 1959 y en su monografía de 1973 Environment and Birth Defects , el embriólogo James Wilson propuso seis principios de teratogénesis para guiar el estudio y la comprensión de los agentes teratogénicos y sus efectos en los organismos en desarrollo. [8] Estos principios se derivaron y ampliaron a partir de los establecidos por la zoóloga Camille Dareste a finales del siglo XIX: [8] [9]
Los estudios diseñados para probar el potencial teratogénico de agentes ambientales utilizan sistemas de modelos animales (p. ej., rata, ratón, conejo, perro y mono). Los primeros teratólogos expusieron animales preñados a agentes ambientales y observaron los fetos en busca de anomalías viscerales y esqueléticas graves. Si bien esto todavía forma parte de los procedimientos de evaluación teratológica en la actualidad, el campo de la Teratología se está moviendo hacia un nivel más molecular , buscando el mecanismo o mecanismos de acción por los cuales actúan estos agentes. Un ejemplo de ello es el uso de modelos animales mamíferos para evaluar el papel molecular de los teratógenos en el desarrollo de poblaciones embrionarias, como la cresta neural , [10] que pueden conducir al desarrollo de neurocristopatías . Para este fin se utilizan habitualmente ratones genéticamente modificados . Además, los registros de embarazos son estudios prospectivos de gran tamaño que monitorean las exposiciones que reciben las mujeres durante sus embarazos y registran el resultado de sus nacimientos. Estos estudios brindan información sobre los posibles riesgos de los medicamentos u otras exposiciones en embarazos humanos. La exposición prenatal al alcohol (EAP) puede producir malformaciones craneofaciales, fenotipo que es visible en el Síndrome de Alcoholismo Fetal . La evidencia actual sugiere que las malformaciones craneofaciales ocurren a través de: apoptosis de las células de la cresta neural, [11] interferencia con la migración de las células de la cresta neural, [12] [13] así como la interrupción de la señalización del erizo sónico (shh). [14]
Comprender cómo un teratógeno causa su efecto no sólo es importante para prevenir anomalías congénitas, sino que también tiene el potencial de desarrollar nuevos fármacos terapéuticos seguros para su uso en mujeres embarazadas.
Las causas comunes de teratogénesis incluyen: [15] [16]
En humanos , los trastornos congénitos provocaron alrededor de 510.000 muertes en todo el mundo en 2010. [22]
Alrededor del 3% de los recién nacidos tienen una "anomalía física importante", es decir, una anomalía física que tiene importancia cosmética o funcional. [23] Los trastornos congénitos son responsables del 20% de las muertes infantiles. [24] Las enfermedades congénitas más comunes son los defectos cardíacos, el síndrome de Down y los defectos del tubo neural. La trisomía 21 es el tipo más común de síndrome de Down. Aproximadamente el 95% de los bebés que nacen con síndrome de Down tienen este trastorno y consta de 3 copias separadas de cromosomas. El síndrome de Down por translocación no es tan común, ya que solo el 3% de los bebés con síndrome de Down son diagnosticados con este tipo. [25] La CIV, comunicación interventricular, es el tipo más común de defecto cardíaco en los bebés. Si un bebé tiene una CIV grande, puede provocar insuficiencia cardíaca. [26] Los bebés con CIV más pequeña tienen una tasa de supervivencia del 96% y aquellos con una CIV moderada tienen aproximadamente una probabilidad de supervivencia del 86%. Por último, el NTD, defecto del tubo neural, es un defecto que se forma en el cerebro y la columna durante las primeras etapas del desarrollo. Si la médula espinal está expuesta y toca la piel, puede requerir cirugía para prevenir una infección. [27]
Se sabe que el alcohol actúa como teratógeno. [28] La exposición prenatal al alcohol (PAE) sigue siendo la principal causa de defectos congénitos y anomalías del desarrollo neurológico en los Estados Unidos, y afecta de 9,1 a 50 por 1000 nacidos vivos en los EE. UU. y de 68,0 a 89,2 por 1000 en poblaciones con altos niveles de consumo de alcohol. [29]
En los seres humanos , la vacunación ya está disponible y es importante para la prevención de diversas enfermedades transmisibles como la polio y la rubéola , entre otras. No ha habido asociación entre las malformaciones congénitas y la vacunación; por ejemplo, un estudio poblacional realizado en Finlandia en el que mujeres embarazadas recibieron la vacuna oral contra la polio no encontró diferencias en los resultados infantiles en comparación con las madres de cohortes de referencia que no habían recibido la vacuna. [30] Sin embargo, por motivos de riesgo teórico, todavía no se recomienda vacunar contra la polio durante el embarazo a menos que exista riesgo de infección. [31] Una excepción importante a esto se relaciona con el suministro de la vacuna contra la influenza durante el embarazo. Durante las pandemias de influenza de 1918 y 1957 , la mortalidad por influenza en mujeres embarazadas fue del 45%. En un estudio de 2005 sobre vacunación durante el embarazo, Muñoz et al. demostró que no se observaron resultados adversos en los recién nacidos ni en las madres, lo que sugiere que el equilibrio de riesgo entre infección y vacunación favoreció la vacunación preventiva. [32]
Los paleopatólogos, especialistas en enfermedades y lesiones antiguas, estudian la evidencia de deformidades congénitas encontradas en el registro fósil. Los fósiles que contienen evidencia de deformidad congénita son científicamente significativos porque pueden ayudar a los científicos a inferir la historia evolutiva de los procesos de desarrollo de la vida. Por ejemplo, debido a que se descubrió un espécimen de Tyrannosaurus rex con una vértebra en bloque , significa que las vértebras se han estado desarrollando de la misma manera básica desde al menos el ancestro común más reciente de los dinosaurios y los mamíferos. Otras deformidades fósiles notables incluyen un espécimen recién nacido del dinosaurio parecido a un pájaro, Troodon , cuya punta de la mandíbula estaba torcida. [33] Otro fósil notablemente deformado fue un espécimen del choristodere Hyphalosaurus , que tenía dos cabezas: el ejemplo más antiguo conocido de policefalia . [34]
La talidomida es un teratógeno conocido por ser significativamente perjudicial para el desarrollo de órganos y extremidades durante la embriogénesis. [35] Se ha observado en embriones de pollo que la exposición a la talidomida puede inducir deformidades en el crecimiento de las extremidades, debido al aumento del estrés oxidativo que interfiere con la vía de señalización Wnt , aumenta la apoptosis y daña los vasos sanguíneos inmaduros en las yemas de las extremidades en desarrollo . [18] [36]
El ácido retinoico (AR) es importante en el desarrollo embrionario. Induce la función de modelado de las extremidades de un embrión en desarrollo en especies como ratones y otras extremidades de vertebrados. [37] Por ejemplo, durante el proceso de regeneración de una extremidad de tritón, una mayor cantidad de AR mueve la extremidad más proximal al blastoma distal y el grado de proximalización de la extremidad aumenta con la cantidad de AR presente durante el proceso de regeneración. [37] Un estudio analizó la actividad de la AR intracelularmente en ratones en relación con las enzimas CYP26 reguladoras humanas que desempeñan un papel fundamental en la metabolización de la AR. [37] Este estudio también ayuda a revelar que la AR es importante en varios aspectos del desarrollo de las extremidades en un embrión; sin embargo, el control irregular o cantidades excesivas de AR pueden tener impactos teratogénicos que causen malformaciones en el desarrollo de las extremidades. Observaron específicamente CYP26B1 , que se expresa altamente en regiones de desarrollo de las extremidades en ratones. [37] Se demostró que la falta de CYP26B1 causa una propagación de la señal de la RA hacia la sección distal de la extremidad, lo que provoca irregularidades en el patrón proximal-distal de la extremidad. [37] No solo mostró propagación de la AR, sino que una deficiencia en CYP26B1 también mostró un efecto de apoptosis inducida en la extremidad del ratón en desarrollo, pero retrasó la maduración de los condrocitos , que son células que secretan una matriz de cartílago que es importante para la estructura de la extremidad. [37] También observaron lo que sucedió con el desarrollo de las extremidades en ratones de tipo salvaje, que son ratones sin deficiencias de CYP26B1, pero que tenían una cantidad excesiva de AR presente en el embrión. Los resultados mostraron un impacto similar en el patrón de las extremidades si los ratones tenían la deficiencia de CYP26B1, lo que significa que todavía se observaba una deficiencia del patrón distal proximal cuando había un exceso de AR. [37] Esto luego concluye que la RA desempeña el papel de un morfógeno para identificar el patrón distal proximal del desarrollo de las extremidades en embriones de ratones y que CYP26B1 es importante para prevenir la apoptosis de esos tejidos de las extremidades para un mayor desarrollo adecuado de las extremidades de los ratones in vivo.
En botánica , la teratología investiga las implicaciones teóricas de los especímenes anormales. Por ejemplo, el descubrimiento de flores anormales (por ejemplo, flores con hojas en lugar de pétalos, o flores con pistilos estaminoides) proporcionó evidencia importante para la " teoría foliar ", la teoría de que todas las partes de las flores son hojas altamente especializadas. [38] En las plantas, estos especímenes se denominan 'lusus naturae' (' deportes de la naturaleza', abreviado como 'lus.'); y ocasionalmente como 'ter.', 'monst.' o 'monstr.'. [39]
Las plantas pueden tener mutaciones que dan lugar a diferentes tipos de deformaciones como:
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace ) Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )Hasta 1940, se suponía que los defectos congénitos eran causados principalmente por factores hereditarios.
En 1941 se informaron los primeros casos bien documentados de que un agente ambiental (virus de la rubéola) podía producir anomalías anatómicas graves.
Aunque no se han documentado efectos adversos de la IPV entre las mujeres embarazadas o sus fetos, la vacunación de las mujeres embarazadas debería evitarse por motivos teóricos.
Sin embargo, si una mujer embarazada tiene un mayor riesgo de infección y requiere protección inmediata contra la polio, la IPV se puede administrar de acuerdo con los cronogramas recomendados para adultos.
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