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GENOTOXICIDAD Y CITOTOXIDAD DE PESTICIDAS.EVALUACIN DE LOS PRINCIPIOS ACTIVOS Y

FORMULACIONES COMERCIALES USADAS EN ARGENTINA

GENOTOXICITY AND CYTOTOXICITY OF PESTICIDES. EVALUATIONOF THE ACTIVE INGREDIENTS AND COMMERCIAL FORMULATIONS

USED IN ARGENTINA

NORMA VIVIANA GONZLEZ*, GABRIELA MOLINARI*, SONIA SOLONESKI,MARCELO L. LARRAMENDY

* Igual contribucinCtedra de Citologa, Facultad de Ciencias Naturales y Museo de La Plata,

Universidad Nacional de La Plata, La Plata, ArgentinaAutor para correspondencia: Dr. Marcelo L. Larramendy, Ctedra de Citologa, Facultad de Ciencias Naturales y Museode La Plata, Calle 64 Nro. 3, 1900 La Plata, Argentina, fax (+54) 221 425 8252, email: [email protected]

RESUMEN

En el presente trabajo de revisin hemos descrito en forma general los antecedentes histricos de los pestici-das y el uso mundial de los mismos. Adems, evaluamos comparativamente los efectos genotxicos y citotxicosde principios activos y formulaciones comerciales de pesticidas masivamente utilizados en Argentina en clu-las de mamferos in vitro. Entre los mismos, hemos seleccionado al herbicida Dicamba y su formulacincomercial Banvel (52% Dicamba) y al endectcido Ivermectina y su formulacin Ivomec (1% Ivermectina).La genotoxicidad y citotoxicidad de los compuestos fue cuantificada mediante el empleo de diversos bioensayostales como frecuencia de intercambios de cromtidas hermanas, ensayo cometa, anlisis de la progresin delciclo celular, ndice de replicacin proliferativa y ensayos de rojo neutro y MTT en linfocitos humanos y lneascelulares establecidas de roedores. Los resultados obtenidos pusieron en evidencia que el dao inducido por elBanvel fue marcadamente superior que el ocasionado por Dicamba, demostrando la existencia de xenobiticospresentes en el excipiente con una capacidad txica aditiva sobre el principio activo. Opuestamente, dichoefecto no fue observado en la formulacin comercial de la Ivermectina, Ivomec. Estos resultados ponen demanifiesto que: 1) Resulta insuficiente en estudios de biomonitoreo conocer solamente los efectos txicos de losprincipios activos de un pesticida; 2) Los efectos txicos del los pesticidas deben ser evaluados y determinados ensus formulaciones comerciales disponibles en el mercado; 3) Los efectos deletreos del/los excipiente/s presente/s en la/s formulaciones comerciales no deben ser descartados ni subestimados; 4) Un nico ensayo de genotoxi-cidad/citotoxicidad es insuficiente para caracterizar la toxicidad de un pesticida en estudio.

Palabras clave: Pesticidas, formulaciones comerciales, dicamba, ivermectina, citotoxicidad, genotoxicidad.

ABSTRACT

In this review we summarized a general background of the history and the use of the pesticides worldwide.Furthermore, we evaluated comparatively the genotoxic and cytotoxic effects exerted in mammalian cells invitro by several pure pesticides and their technical formulations commonly used in Argentina. Among them,the herbicide Dicamba and Banvel (52% Dicamba) and the endectocide Ivermectin and Ivomec (1%Ivermectin) are included. The sister chromatid exchange frequency, comet assay, cell-cycle progression analy-sis, proliferative replication index, MTT and neutral red assays were used as end-points for measuring geno-toxicity and cytotoxicity in several cell systems including human lymphocytes and rodent cell lines. The

Revisin / Revision

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results clearly demonstrated that the damage induced by the commercial formulation Banvel are in generalgreater than those produced by the pure pesticide Dicamba, demonstrating the presence of deleterious com-ponents in the excipients with a toxic additive effect over the pure chemicals. Finally, no such an effect wasdetected for the excipients present in the formulation of the Ivermectin. Accordingly, these observationshighlight that: 1) A complete knowledge of the toxic effect/s of the active ingredient is not enough in biomoni-toring studies; 2) Pesticide/s toxic effect/s should be evaluated according to the commercial formulationavailable in market; 3) The deleterious effect/s of the excipient/s present within the commercial formulationshould not be either discarded nor underestimated, and 4) A single bioassay is not enough to characterize thetoxicity of a pesticide under study.

Keywords: Pesticides, commercial formulations, dicamba, ivermectin, cytotoxicity, genotoxicity.

Recibido: 03.06.08. Revisado: 23.07.08. Aceptado: 16.12.08.

ANTECEDENTES GENERALES

Un factor decisivo de la Revolucin Verdeha sido el desarrollo y aplicacin de plagui-cidas para combatir una gran variedad deorganismos perjudiciales para los cultivosque, de lo contrario, disminuiran el volu-men y calidad de la produccin alimentaria.En lugares donde se practica el monoculti-vo intensivo, los plaguicidas constituyen elmtodo habitual de lucha contra las plagas.Por desgracia, los beneficios aportados porla qumica han ido acompaados de una se-rie de perjuicios, algunos de ellos tan gravesque ahora representan una amenaza para lasupervivencia a largo plazo de importantesecosistemas. Adems, los plaguicidas puedentener importantes consecuencias para losorganismos a quienes no estn destinadosya que, simultneamente con el aumento desu uso, crecieron muy significativamente losaccidentes y enfermedades asociadas a stos.Datos de la Organizacin Mundial de laSalud (OMS) indican que anualmente seintoxican dos millones de personas por ex-posicin directa o indirecta a plaguicidas(http://www.who.int/en/). De ese total, las3/4 partes de los afectados pertenecen a lospases subdesarrollados, donde se utiliza el25% de la produccin mundial de los mis-mos (http://www.who.int/en/). Consecuen-temente, los pases desarrollados han prohi-

bido muchos de los plaguicidas antiguosdebido a sus impactos negativos sobre losecosistemas y/o efectos txicos potencialessobre la salud humana, ya que se ha com-probado de manera fehaciente propiedadestxicas, mutagnicas y carcinognicas enmuchos de los ms utilizados (IARC, 1976,1986, 1987,1991).

Cabe destacar que durante las ltimasdcadas, tanto los conceptos de plaguicidascomo de los compuestos incluidos en estacategora de sustancias han ido evolucionan-do para lograr una definicin ms precisade los mismos al igual que el concepto deorganismo plaga. Otro aspecto a destacar esque todos los seres vivos, sean stos organis-mos plaga as como aquellos organismos noblanco de los plaguicidas ya sea por expo-sicin accidental, laboral o por consumo,estn directa o indirectamente expuestos noslo a los principios activos de los plaguici-das sino a sus formulaciones comerciales.Estas formulaciones comerciales son mezclasde un principio activo con actividad txicay un excipiente tericamente inerte desde elpunto de vista biolgico. Sin embargo, nu-merosos estudios realizados tanto in vitrocomo in vivo han demostrado que, en lamayora de los casos, los riesgos potencialesa los que los seres vivos se ven sometidospor exposicin a formulaciones comercialeses, en muchos casos, ms perjudicial que el

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dao ocasionado por el compuesto activo(IARC, 1987, 1991).

En la presente revisin brindaremos al-gunos ejemplos prcticos y comparativossobre el efecto deletreo inducido por for-mulaciones comerciales en relacin a su prin-cipio activo de algunos plaguicidas emplea-dos masivamente en el sector agropecuariode la Repblica Argentina. Se prestar espe-cial atencin al herbicida fenoxiactico prey postemergente Dicamba (DC) utilizado enforma selectiva para combatir malezas dehoja ancha en cultivos de inters agroeco-nmico y a un antibitico macrocclico, laIvermectina (IVM), lactona de amplio es-pectro utilizada mundialmente para comba-tir las parasitosis del ganado, animales do-msticos y del ser humano. Para ello realiza-remos un recorrido previo en torno a lasconceptualizaciones de los plaguicidas, unbreve raconto sobre su historia acompaa-do de su incidencia en la salud humana ymedio ambiental. Finalizaremos esta revisinpresentando los resultados sobre el poten-cial genotxico y citotxico de ambos com-puestos y algunas de sus formulaciones co-merciales obtenidos en nuestro laboratoriomediante ensayos in vitro.

PLAGUICIDA Y PESTICIDA

Alcances y limitaciones de su definicin

La palabra plaguicida, segn la Real Acade-mia Espaola (http://www.rae.es), es sin-nimo de pesticida y hace referencia a losagentes que se emplean para combatir pla-gas. Los plaguicidas pueden ser definidosdesde mbitos ms especficos. La Agenciade Proteccin Ambiental de EE.UU. (EPA,por su sigla en ingls), uno de los referentesmundiales en materia de plaguicidas, regulael empleo de los mismos bajo la autoridadde la Ley Federal Sobre Insecticidas, Fungi-cidas y Rodenticidas (FIFRA, por su sigla

en ingls). La misma establece que son con-siderados plaguicidas: 1) cualquier sustan-cia o mezcla de sustancias destinados paraprevenir, destruir, repeler o mitigar cualquierplaga; 2) cualquier sustancia o mezcla desustancias destinados a ser empleadas comoreguladoras de plantas, defoliantes o dise-cantes y, 3) cualquier estabilizante del ni-trgeno (http://www.epa.gov aboutpestici-des). El alcance de esta definicin puede sermejor comprendido si se considera el con-cepto de plaga de acuerdo a la misma ley.En ella se establece que una plaga es: 1) cual-quier insecto, roedor, nematode, hongo, ma-leza, o 2) cualquier otra forma de vida ani-mal o vegetal terrestre o acutica, o virus,bacteria u otro microorganismo que se de-clare como plaga (http://www.epa.gov/pesticides/about/).

Los ejemplos ms familiares de plaguici-das incluyen aquellos empleados para elimi-nar malezas e insectos que pueden reducirel rendimiento y daar la calidad de las co-sechas agrcolas, plantas ornamentales, bos-ques, estructuras de madera y tambin pas-turas. Esta amplia definicin tambin inclu-ye a otros productos cuyos usos como pla-guicidas son menos reconocidos. Por ejem-plo, las sustancias empleadas para controlarmohos, royas, algas y otros organismos per-judiciales que crecen sobre maquinarias, enla superficie del agua o en granos almacena-dos, son tambin plaguicidas. El trminotambin se aplica a los desinfectantes y agen-tes para esterilizacin, repelentes para insec-tos, venenos para combatir roedores, entreotros. Una discusin pormenorizada sobrequ es y qu no es un plaguicida, en el con-texto de la ley FIFRA, puede consultarse enFishel (2006).

Un segundo mbito especfico para defi-nir a los plaguicidas es la brindada por laOrganizacin de las Naciones Unidas parala Agricultura y la Alimentacin (FAO, porsu sigla en ingls). Esta entidad contemplacomo plaguicida a: cualquier sustancia o

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mezcla de sustancias destinadas a prevenir,destruir o controlar cualquier plaga, inclu-yendo los vectores de enfermedades huma-nas o de los animales, las especies no desea-das de plantas o animales que causan per-juicio o que interfieren de cualquier formaen la produccin, elaboracin, almacena-miento, transporte o comercializacin dealimentos, productos agrcolas, maderas y susproductos o alimentos para animales, o quepueden administrarse a los animales paracombatir insectos, arcnidos u otras plagas eno sobre sus cuerpos (http://www.fao.org).

De las definiciones anteriores surge queel trmino plaguicida engloba una enormecantidad de compuestos activos, sustanciasinertes de acompaamiento y disolventesque hacen difcil su acotamiento como unafamilia o tipo de compuestos. La EPA tieneregistradas 1.500 sustancias activas en50.000 plaguicidas comerciales diferentes(Domenech, 2004). A raz de ello es precisohacer una primera puntualizacin en cuan-to a las denominaciones y definiciones usa-das errneamente en referencia a trminoscomo compuestos fitosanitarios, plaguicidas,fertilizantes y agroqumicos.

Los productos fitosanitarios engloban alarsenal qumico utilizado para el control deplagas, sea cual sea su origen (animal o ve-getal). As, bajo esta denominacin estn losherbicidas, acaricidas, nematicidas, fungici-das e insecticidas. Estos compuestos suelenencuadrarse bajo el vocablo genrico de pla-guicidas o pesticidas. Cabe destacar que bajoel trmino de fitosanitarios se incluyen tam-bin sustancias reguladoras del crecimiento(fitoestimulantes o fitohormonas). Los ferti-lizantes son compuestos aadidos para mejo-rar el rendimiento de la planta en cuanto a sucrecimiento y productividad, su potencialtxico es mucho menos acentuado que losanteriores; y en lo que a los agroqumicos res-pecta, stos engloban a todos aquellos insu-mos de sntesis aplicados al campo, es decirfertilizantes y plaguicidas (Domenech, 2004).

Breve historia

Fuera de los contextos institucionales antesdesarrollados todas las personas poseen unanocin intuitiva acerca de las plagas y de losplaguicidas, nociones totalmente orientadashacia el beneficio propio. El hombre luchacontra organismos que afectan sus interesesde alguna forma, ya fuera por interferir en laproduccin de alimentos como por disemi-nar enfermedades o sencillamente constituirmolestias por su mera presencia (Aspelin,2003). El primer uso intencional de unplaguicida se remonta a 2.500 aos a.C.cuando los sumerios cubran sus cuerpos concompuestos azufrados para repeler insectosy caros (Taylor et al., 2006). Los griegos ylos romanos usaron diferentes sustanciasqumicas para controlar plagas de insectos,principalmente compuestos azufrados y ex-tractos vegetales (Aspelin, 2003; Ware,2004). Hacia el ao 1000 a.C., Homero re-firi la utilidad del sulfuro como un agenteantiplaguicida (Ware, 2004).

Durante varios siglos la lucha contra lasplagas se bas en el uso de algunas sustan-cias qumicas que fueron identificadas comotiles para combatir insectos, ratas y rato-nes. Sin embargo, la lucha no fue exitosa enla medida que los organismos plaga no eranbien conocidos y que las medidas implemen-tadas incluan no slo conocimientos emp-ricos, sino tambin prcticas religiosas y m-gicas (Aspelin, 2003). El progreso en el co-nocimiento y uso de sustancias plaguicidasse vio estancado hasta el Renacimiento,cuando se emplearon prcticas de controlsobre la base de observaciones ms precisas,entre ellas el uso de extractos de hojas detabaco (Taylor et al., 2006).

Nuevas estrategias se inician de manerams rigurosa y sistemtica recin en el sigloXIX mediante la aplicacin de elementosnaturales como el azufre, cobre, arsnico yfsforo de los cuales se descubri su accinplaguicida (Aspelin, 2003; Stephenson y

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Solomon, 1993). Se destacan productos deempleo masivo como el verde de Pars y lamezcla de Bordeaux la cual actualmente con-tina siendo un fungicida empleado en di-versos cultivos (Aspelin, 2003; Taylor et al.,2006). Tambin en este siglo comienza eluso de los primeros plaguicidas orgnicoscomo los nitrofenoles, clorofenoles, creosota,naftaleno y aceites derivados del petrleo(Taylor et al., 2006).

La gnesis de la era moderna de los pla-guicidas se inicia en 1939 con el descubri-miento de las propiedades insecticidas delDDT (dicloro-difenil-tricloroetano) y suprimer uso durante la Segunda Guerra Mun-dial (IARC, 1991; Ware, 2004). Su facili-dad de obtencin y aplicacin, la rapidez desus resultados y su costo reducido extendie-ron rpidamente su uso indiscriminado, sinsospechar los efectos negativos sobre los se-res vivos y el ambiente (http://iibce.edu.uy/posdata/drit.html). Se convirti en el armapreferida en la lucha contra la malaria y eltifus pero su uso agrcola fue prohibido encasi todos los pases a partir de los 70, trasla comprobacin de ciertos peligros para lasalud humana y el medio ambiente (http://npic.orst.edu/npicfact.html).

Es despus de la segunda gran guerracuando el uso de los plaguicidas se extiendepor todo el mundo desarrollado. Desde en-tonces se han producido importantes avan-ces en la produccin y uso de plaguicidas(Aspelin, 2003), estrechamente vinculadoscon los cambios introducidos en los mode-los de produccin y cultivo que duplicaronla productividad de la agricultura respectoal resto de la economa (http://iibce.edu.uy/posdata/drit.html). Una intensa actividad enel campo de la investigacin devino en elempleo de numerosos plaguicidas organo-sintticos, inicialmente los organoclorados,seguidos luego por otros plaguicidas mssuaves como los organofosforados y loscarbamatos (Mondragn Aguilar, 2002). En

conjunto, estos plaguicidas organosintticosposeen un amplio espectro de propiedadesinsecticidas, fungicidas o herbicidas.

La aplicacin de enormes cantidades deplaguicidas se torn una prctica habitualpara combatir organismos perjudiciales(Mondragn Aguilar, 2002). Sin embargo,un problema inesperado fue el desarrollo deresistencia por parte de ciertas plagas, parti-cularmente de los insectos frente a la cons-tante presin ejercida por los pesticidas. Esteproblema contina hasta nuestros das; secalcula que unas 500 especies de insectospresentan algn nivel de resistencia al me-nos a un tipo de insecticida (Taylor et al.,2006). Tras aos de empleo masivo, los resi-duos de pesticidas empezaron a aparecer endiversos organismos y la bioacumulacinresult manifiesta en los niveles ms altosde las cadenas trficas (Mondragn Aguilar,2002). As, en la dcada de 1960 surge lapreocupacin por estas consecuencias inde-seables, preocupacin que se origina entrelos investigadores y llega a la poblacin ge-neral a travs del libro Primavera silencio-sa (Carson, 1962) proporcionando unidady fuerza a lo que hasta entonces era una con-ciencia incipiente. Entre los 60-80 se in-corporan al mercado nuevas familias de qu-micos, entre ellas las triazinas (1969), lospiretroides sintticos (1979) y las sulfonilu-reas (1985). La introduccin de nuevos pla-guicidas hasta llegar a la actualidad ha con-tinuado a un ritmo menor a lo acaecido trasla Segunda Guerra Mundial por satisfacerlos estndares de seguridad, salud y ambienterequeridos por las entidades responsables dela regulacin de su empleo (Aspelin, 2003).Por ltimo, cabe considerar a los biopestici-das, introducidos en el mercado como al-ternativas ms seguras que no producen bio-acumulacin ni persisten en el ambiente(Ware, 2004). Se trata de ciertos tipos depesticidas derivados de materiales naturalesobtenidos de animales, plantas, bacterias y


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algunos minerales (http://www.epa.gov). Afines de 2001, EE.UU. contaba con 200 in-gredientes activos de biopesticidas registradosy 800 productos comerciales (Ware, 2004).

Medioambiente y salud humanay animal

El uso continuo e indiscriminado de los pla-guicidas no slo ha causado enfermedades ymuertes por envenenamiento a corto y lar-go plazo (Waterhouse et al., 1996), sino tam-bin ha afectado al medio ambiente, acu-mulndose por bioconcentracin en los dis-tintos eslabones de la cadena alimenticia, enel suelo y en el agua (Freemark y Boutin,1995). Los plaguicidas son responsables ade-ms de la resistencia a insecticidas y herbici-das (Bourguet et al., 2000), sin por ello res-tar importancia a la destruccin de parsitos,predadores naturales y polinizadores, entreotros tantos integrantes del ecosistema, los quehan visto alterado su ciclo de vida a causa deestos productos (Freemark y Boutin, 1995).

Simultneamente con el aumento del usoy abuso de plaguicidas, los accidentes y en-fermedades asociadas crecieron muy signifi-cativamente (http://iibce.edu.uy/posdata/drit.html). Estudios in vitro e in vivo hanpuesto de manifiesto que la exposicin pro-longada a compuestos organoclorados, talescomo el DDT y sus metabolitos, el MXC(metoxicloro [1,1,1-tricloro-2,2-bis(p-metoxifenil)etano]), el TCPM (tris-(4clorofenil)metanol) y el lindano, entreotros, est asociada con anormalidadesreproductivas en varias especies animales yson capaces de influenciar el desarrollo delos ovocitos y la preimplantacin embrio-naria (Walker et al., 2000). Los pesticidasorganoclorados poseen propiedades estrog-nicas resultando en efectos adversos sobre elsistema reproductivo en hembras de variasespecies animales (Kupfer, 1975). Estos com-puestos pueden ser capaces de interactuar

directa o indirectamente con la estructura,funcin y patrn hormonal o alterar el n-mero de receptores hormonales y su afinidadpor molculas especficas (Tiemann, 2008).Actan, adems, alterando el desarrollo ov-rico y su funcin as como tambin la acti-vidad del endometrio desencadenando alte-raciones durante la implantacin (Rosselliet al., 2000; Tiemann, 2008).

Evidencias epidemiolgicas sugieren quela exposicin accidental a plaguicidas y aotros compuestos medioambientales, pue-de tener un papel en la etiologa de ciertasenfermedades, tales como la enfermedad idio-ptica de Parkinson (Dhillon et al., 2008).Estudios en modelos animales y celularessugieren que los pesticidas causaran un pro-ceso neurodegenerativo que conllevara aldesarrollo de esta patologa (Costello et al.,2009). Sin embargo, los datos epidemiol-gicos sobre personas expuestas con riesgo decontraer la enfermedad resultaran insufi-cientes y escasos para avalar dichas sugeren-cias. Se realizaron estudios de caso-controlpara evaluar el posible riesgo de contraerdicha patologa ante la exposicin a diver-sos pesticidas como rotenona, paraquat ymaneb (Costello et al., 2009; Dhillon et al.,2008). Los resultados evidenciaron que lasexposiciones a maneb y paraquat, o a unacombinacin de ambos, incrementaron sig-nificativamente el riesgo de contraer la en-fermedad, particularmente en sujetos jve-nes o cuando la exposicin ocurre a tempra-na edad (Costello et al., 2009). De forma se-mejante, ha sido demostrado un aumentoentre el riesgo de contraer el mal de Parkinsoncon la exposicin a rotenona y otros pestici-das (Dhillon et al., 2008).

Aunque los pesticidas han sido disea-dos para ofrecer una alta especificidad deaccin, su uso genera innumerables efectosindeseados como la generacin de organis-mos resistentes, la persistencia ambiental deresiduos txicos y la contaminacin de re-cursos hdricos con degradacin de la flora

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y fauna. La adquisicin de resistencia en laespecie a combatir requiere de un incremen-to de las cantidades necesarias de pesticidausado y/o su sustitucin por agentes mstxicos para lograr controles an ms efecti-vos. (http://iibce.edu.uy/posdata/drit.html).

Los efectos adversos producidos por lospesticidas dependen del compuesto, la do-sis, la va y el tiempo de exposicin ocasio-nando efectos agudos, que pueden condu-cir al deceso del individuo, asociados gene-ralmente a accidentes donde una nica do-sis alta es suficiente para provocar tempra-namente dichos efectos. Opuestamente, losefectos pueden ser crnicos debido a expo-siciones repetidas cuyos sntomas y signosaparecen luego de un lapso prolongado decontacto con el pesticida (http://iibce.edu.uy/posdata/drit.html).

En lo particular, en la Repblica Argen-tina, datos publicados durante el TallerRegional sobre Intoxicaciones por Plaguici-das y Armonizacin en la Recoleccin de laInformacin (Ministerio de Salud, Secre-tara de Programas Sanitarios, Subsecretarade Programas de Prevencin y Promocin,Argentina, 2003) ponen de manifiesto larelevancia de las exposiciones e intoxicacio-nes causadas por plaguicidas. Las estadsti-cas demuestran que el 92% de las mismas sedeben a uso domiciliario (Tabla I). De la mis-ma fuente es factible identificar a los herbici-das y los insecticidas fosforados como loscausales de mayor incidencia de exposicio-nes-intoxicaciones a plaguicidas de uso agr-cola y en menor escala a los insecticidas car-bamatos y piretroides y a fungicidas (Fig. 1).

Figura 1. Incidencia de exposiciones-intoxicaciones a plaguicidas de uso agrcola en Argentina.

Tabla I. Exposiciones-intoxicaciones por plaguicidas segn tipo de plaguicida.

Tipo de plaguicida N %

Plaguicida de uso domstico 3.561 91,75Plaguicida de uso agrcola 287 7,4Agroqumico no plaguicida 33 0,85Total 3.881 100

Frecuencia poblacional


Fosfuros

Mezcla de No Medicamentos

Insecticidas clorados

Otros rodenticidas

Otros no clasificados

Otros no identificados

Funguicidas

Insecticidas piretroides

Insecticidas carbamatos

Insecticidas fosforados

Herbicidas

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ENSAYOS DE GENOTOXICIDAD YCITOTOXICIDAD DE PLAGUICIDAS

DE USO MASIVO EN ARGENTINA

Anlisis del herbicida fenoxiacticoDicamba y su formulacin comercialBanvel

El DC (cido 3,6-dicloro-2-metoxibenzoicoo 2-metoxi 3,6 diclorobenzoico) se caracte-riza por ser un compuesto de frmula emp-rica C

8H

6Cl

2O

3. Este compuesto pertenece

a la familia del cido benzoico. Es solubleen agua (6,5 g/l a 25C), tiene una bajavolatilidad (9,24 x10-6 mm Hg a 25C) yes estable a la oxidacin e hidrlisis en con-diciones ambientales (EPA, 1983).

El modo de accin del DC se vincula consu agonismo respecto de las auxinas. Causael crecimiento descontrolado y rpido de lostallos, pecolos y hojas en las plantas sensi-bles. La divisin celular excesiva, a su vez,resulta en la destruccin de los tejidos vas-culares que conducen a la muerte del vege-tal. El control de las malezas se logra en 5 a7 das (EPA, 1983, 2006). Se registr porprimera vez en los EE.UU. en 1967 para serempleado como herbicida selectivo para elcontrol pre- y post-emergente de malezas dehoja ancha, aunque fue descrito y patentadoen 1961 por Velsicol Chemical Corp. (EPA,1983). Los usos registrados incluyen su apli-cacin en cultivos de avena, cebada, cente-no, trigo, maz, sorgo, soja y caa de azcarcomo tambin en campos de golf, parques yjardines urbanos (EPA, 1983). Las formula-ciones comerciales de DC frecuentementecontienen otros principios activos, entreotros 2,4-D y mecoprop, que proveen unespectro ms amplio en el control de male-zas (EPA, 1983).

En 2006, el DC fue evaluado por la EPA,como parte de un programa que incluye larevisin de los pesticidas registrados antesde noviembre de 1984. El objetivo de lamisma fue reevaluar los riesgos potenciales

de su uso, teniendo en cuenta la salud hu-mana y los efectos ecolgicos del herbicida.La informacin que se consigna a continua-cin proviene del documento de la mencio-nada revisin (Reregistration EligibilityDecision for Dicamba and Associated Salts)publicado por la EPA (2006).

La informacin toxicolgica sobre el DCen ensayos de toxicidad aguda indica que enratas la DL

50 es 2740 y 2000 mg/kg para la

toxicidad oral y drmica, respectivamente,mientras que una CL

50 de 5,3 mg/l fue de-

terminada para la toxicidad por inhalacin.Por estos hallazgos, ha sido categorizadocomo compuesto clase III y IV por la EPA(http://www.epa.gov). Los ensayos de toxi-cidad crnica realizados mediante un estu-dio reproductivo multigeneracional en ra-tas permitieron establecer valores de NOAELy LOAEL de 45 y 136 mg/kg/da, respecti-vamente. Se encontr una reduccin en elpeso de las cras a partir de un valor deLOAEL de 136 mg/kg/da (htttp://www.epa.gov).

El DC es ampliamente utilizado por sucapacidad herbicida en todo el mundo. As,por ejemplo en EE.UU. se encuentra entrelos 15 herbicidas ms empleados en el sec-tor agrcola durante el perodo 1987-2001.Su consumo como principio activo se esti-ma en el rango de 2.268 - 3.175 toneladasen el ao 2001. En el mismo pas, fuera delsector agrcola, el DC ocupa el sexto lugarentre los 10 principios activos herbicidas msempleados en hogares, jardines, industrias ycomercios. Los montos de su consumo, ex-presados en toneladas, se calculan en el ran-go de 907 - 1.814 en el ao 2001 (Kiely etal., 2004). En Argentina es uno de los her-bicidas auxnicos de mayor uso, utilizado atravs de sus mltiples derivados comercia-les, en el tratamiento de cultivos agrcolas.Segn datos del informe Benbrook (2005)en la cosecha 2003/2004 se aplicaron 41.300toneladas de otros herbicidas distintos delglifosato en las plantaciones de soja. El uso

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del herbicida 2,4-D aument en un 10%desde el ao 2001 y el del DC en un 157%(Benbrook, 2005). Segn el CASAFE, du-rante el ao 2007, en Argentina, 24 empre-sas de agroqumicos comercializaron 35 pro-ductos formulados que contienen DC(http://www.casafe.org).

Las investigaciones sobre los riesgos am-bientales del DC revelan que este compues-to es muy soluble y mvil en estudios desuelo realizados en laboratorio (EPA, 2006).El metabolismo aerbico en los suelos es elprincipal proceso de degradacin de estecido benzoico. Su vida media es de 6 dascon la formacin de DCSA (3,6-diclorosa-liclico), un metabolito que se degrada en lamisma proporcin que el principio activo(EPA, 2006). Bajo condiciones anaerbicas,el DC tiene una vida media de 141 das y suprincipal metabolito es tambin el DCSA(EPA, 2006). Hasta el presente, no se dis-pone de datos relacionados con el metabo-lismo aerbico de este herbicida en cuerposde agua. Los datos disponibles sobre la toxi-cidad aguda en especies acuticas indican queel DC es levemente txico para los peces ylos invertebrados, con una CL

50 de 28 mg/l

(EPA, 2006). En el caso de la vegetacinacutica, el DC no resulta txico para plan-tas vasculares pero de acuerdo a los estnda-res gubernamentales establecidos sera po-tencialmente riesgoso para plantas no vas-culares en las cuales afectara el crecimientoy el desarrollo (EPA, 2006). En particular,las dicotiledneas son mucho ms sensiblesal DC que las monocotiledneas (EPA,2006). Las sales de DC se han clasificadocomo prcticamente no txicas para espe-cies aviares (EPA, 2006); la forma cida delDC recibe la misma categora en el caso depequeos mamferos sometidos a una expo-sicin oral aguda (EPA, 2006). Sin embar-go, de acuerdo a estudios en los cuales seestima el riesgo por el consumo crnico devegetales y otros alimentos que contienenresiduos de DC, los mamferos estaran en

riesgo potencial por efectos adversos ocasio-nados sobre la reproduccin y el desarrolloo bien por efecto directo derivado de laingesta de materia vegetal (EPA, 2006).

Los estudios sobre la genotoxicidad y ci-totoxicidad del DC y sus formulaciones co-merciales han abordado sus efectos en dis-tintos organismos bacterias, vegetales, in-sectos, roedores, seres humanos y diversostipos celulares. En sistemas bacterianos elDC induce mutaciones inversas en diferen-tes cepas de Salmonella typhimurium (Plewaet al., 1984) y dao en el ADN de Bacillussubtilis rec A y Escherichia coli pol A (Leiferet al., 1981; Waters et al., 1981). Arabidopsisthaliana y Tradescantia sp. tratadas con DCy/o una de sus formulaciones comerciales evi-denciaron un efecto significativo en la frecuen-cia de recombinacin homloga A > G(Filkowski et al., 2003) y un aumento do-sis-dependiente en la frecuencia de micro-ncleos (Mohammed y Ma, 1999), respec-tivamente. En sistemas animales se conoceque el DC induce la proliferacin de peroxi-somas (Espandiari et al., 1995), la prdidade la actividad fosforilativa en mitocondrias(Peixoto et al., 2003a, b) y tiene actividadpromotora en un modelo de estudio de car-cinognesis en ratas (Espandiari et al., 1999).

Tambin se cuenta con estudios del daoinducido por el DC en el ADN en sistemasanimales. Las investigaciones de Hrelia(1994) demostraron que el herbicida no in-duce aberraciones cromosmicas en las c-lulas de la mdula sea de ratas expuestas invivo. Waters (1981) encontr que el DC noinduce mutaciones letales recesivas ligadasal sexo en Drosophila melanogaster. A dife-rencia de los resultados anteriores, el poten-cial genotxico del DC ha sido demostradoen diversos sistemas in vitro; entre ellos secuentan los ensayos realizados en linfocitoshumanos (Perocco et al., 1990) y en lneascelulares establecidas (Sorensen et al., 2004,2005). Estudios realizados en cultivos de lin-focitos humanos tratados con DC mostra-


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ron un incremento significativo de la fre-cuencia de intercambios de cromtidas her-manas (ICHs) tanto en ausencia como enpresencia de la fraccin metablica S-9(Perocco et al., 1990). En ensayos en loscuales se emplearon clulas de ovario dehmster chino (CHO), la interaccin delDC con esmectitas indujo mayor dao enel ADN que el compuesto puro, valoradomediante el ensayo cometa (Sorensen et al.,2004, 2005).

En nuestro laboratorio hemos evaluadoel dao genotxico y citotxico ejercido porel DC y su formulacin comercial Banvel

mediante ensayos in vitro de genotoxicidady citotoxicidad en un rango de concentra-ciones de 10,0-500,0 g/ml y de 1,0-500,0g/ml en linfocitos humanos (Gonzlez etal., 2006) y clulas CHO-K1 (Gonzlez etal., 2007, 2009), respectivamente. En lin-focitos humanos, concentraciones de200,0_g/ml de DC y 500,0 g/ml deBanvel ejercieron un aumento significati-vo de la frecuencia de ICHs que no resulta-ron ser concentracin-dependiente. La pro-gresin del ciclo celular de los linfocitosmostr variaciones debidas a un alargamien-to del ciclo celular y por consiguiente a unareduccin en el ndice de replicacin celularluego del empleo de concentraciones de100,0-200,0 g/ml y 200,0-500 g/ml deDC y Banvel, respectivamente (Gonzlezet al., 2006). En el caso de las clulas CHO-K1, los tratamientos con DC o Banvel die-ron como resultado un aumento de la fre-cuencia de ICHs para la totalidad de las con-centraciones ensayadas. De manera similara lo encontrado en los cultivos de linfocitoshumanos, el incremento en la frecuencia deICHs para las clulas CHO-K1 fue concen-tracin-independiente. Asimismo, y al igualque lo observado en linfocitos humanos, elDC y el Banvel, indujeron un retraso en laprogresin del ciclo celular y, en consecuen-cia, una reduccin en el ndice de replica-cin celular, luego del empleo de concen-

traciones de 200,0-500,0 g/ml y 500 g/ml de DC y Banvel, respectivamente (Gon-zlez et al., 2007). El ensayo cometa mostrque ambos compuestos inducen rupturas decadena simple en la molcula de ADN, evi-denciado por un aumento en la proporcinde clulas daadas y una reduccin en laproporcin de clulas no daadas luego delempleo de 50,0-500,0 g/ml y 100,0-500,0g/ml de DC y Banvel, respectivamente(Gonzlez et al., 2007).

Otro aspecto de estos compuestos quehemos investigado es la determinacin delposible mecanismo/s por el cual los mismosejercen dao sobre el ADN (Gonzlez et al.,2009). Los resultados obtenidos hasta elmomento nos permitiran inferir que la ge-notoxicidad y la citotoxicidad del DC seraejercida mediante la liberacin de especiesreactivas de oxgeno en tanto que los xeno-biticos presentes en el excipiente de su for-mulacin comercial Banvel actuaran porun mecanismo de dao distinto (Gonzlezet al., 2009). Esta hiptesis surge de ensayosrealizados en clulas CHO-K1 empleandoel compuesto puro o su formulacin comer-cial en presencia y ausencia de vitamina E.La vitamina E es un poderoso agenteantioxidante de comprobada accin en va-rios tipos celulares de mamferos (Abid-Essefiet al., 2003; Patel et al., 1998; Sivikov etal., 2001; Soloneski et al., 2003; Weitberget al., 1985). Su incorporacin a los cultivosinhibi el dao ejercido por el DC, refleja-do en la prevencin de la muerte celular, elacortamiento del ciclo celular y en la dismi-nucin de la frecuencia de ICHs. Con res-pecto a los cultivos expuestos a Banvel, laadicin de vitamina E no fue capaz de inhi-bir totalmente los efectos genotxicos ycitotxicos. Por este motivo ha sido posiblepostular que el excipiente presente en la for-mulacin comercial ejercera su efectodeletreo por un mecanismo no mediado porliberacin de especies reactivas de oxgeno.Banvel contiene un 42,29% de excipientes

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cuya identidad no nos es conocida. Otrasinvestigaciones han demostrado que las for-mulaciones comerciales de ciertos pesticidasposeen capacidad de inducir dao en elADN, independientemente del principioactivo contenido en las mismas (Brand yMueller, 2002; Kaya et al., 1999; Soloneskiet al., 2002, 2008; Zeljezic et al., 2006).Nuestros resultados avalaran estas observa-ciones y corroboraran que el efecto deletreoinducido por el Banvel se debera a la pre-sencia de xenobiticos con capacidad geno-txica y citotxica los cuales estaran actuan-do por un mecanismo distinto al propuestopara el compuesto puro (Gonzlez et al.,2009).

ANLISIS DEL ANTIHELMNTICOIVERMECTINA Y SU FORMULA-

CIN COMERCIAL IVOMEC

La IVM, un endectcido semisinttico queacta contra un rango diverso de nemtodos,insectos y arcnidos, tiene sus orgenes en elInstituto Kitasato de Japn (Burg et al.,1979; Kita et al., 2007). Forma parte de lafamilia de las avermectinas, lactonas macro-cclicas que presentan un disacrido sobre elC

13 del macrociclo (Wei et al., 2005) y de la

cual tambin forman parte un complejo de16 miembros relacionados qumicamenteque exhiben un extraordinario potencial an-tihelmntico (Burg et al., 1979; Yoon et al.,2004). Las avermectinas son un productonatural derivado de un proceso de fermenta-cin de una especie de actinomiceto, NRRL8165, denominado en un principioStreptomyces avermitilis (Burg et al., 1979;Ikeda et al., 1987; Miller et al., 1979).

Hacia 1973, se estableci una sociedadentre investigadores del Instituto Kitasato yLaboratorios Merck, Sharpe y Dohme (MSD)de los EE.UU. (Omura, 2008; Omura yCrump, 2004). Ambos grupos de trabajorealizaron estudios in vitro a partir de mues-

tras de suelo colectadas en las cercanas delgolfo que bordea al ocano cerca de la ciu-dad de Ito, regin de Shizuoka, Prefecturade Japn (Yoon et al., 2004) y utilizaron paraello ratones infectados con el nematodeNematospiroides dubius. El caldo ensayadoresult ser activo contra el parsito sin evi-denciar un notable efecto txico para el ra-tn (Egerton et al., 1979). La cepa que pre-sentaba dicha actividad antihelmntica, MA-4680 fue aislada, perfeccionada y renombra-da sobre caracteres morfolgicos, fisiolgi-cos, bioqumicos y filogenticos como unanueva especie de actinomiceto Streptomycesavermectinius (Kita et al., 2007; Omura yCrump, 2004; Takahashi et al., 2002).

Ocho compuestos activos fueron aisladosa partir de aquella muestra y denominadosavermectinas A1a-B2b. Los compuestos dela serie B, que presentan un grupo 5-hidroxi,son marcadamente ms activos que los de laserie A, caracterizados por presentar en suestructura qumica un grupo 5-metoxi. Lareduccin sobre el doble enlace de los C

22 y

C23

de los componentes B1a y B1b brind astos un amplio espectro de actividad bioci-da con una muy baja toxicidad para los ma-mferos. El complejo B1 resultante 22,23dihidro (una mezcla del 80% B1a y 20%B1b) fue comercializado en 1981 como unadroga de uso veterinario bajo el nombre ge-nrico de IVM (Chabala et al., 1980; Omuray Crump, 2004; Zhang et al., 2006).

La IVM result ser altamente eficaz con-tra varios artrpodos parsitos, incluyendogarrapatas, pulgas, piojos, caros y estadioslarvarios de algunos dpteros (Omura, 2008),as como tambin para controlar nemtodosde importancia econmica que afectan eltracto gastrointestinal, pulmn y rin delganado, en adicin a otros nemtodos comolo son Thelazia spp. y Parafilaria spp. (Campbelly Benz, 1984; Campbell et al., 1983; Kita etal., 2007).

La IVM no slo es utilizada en medicinaveterinaria. Es una medicacin con ms de


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20 aos de demostrada utilidad en la saludhumana, siendo considerada la droga porexcelencia para la filariasis linftica y laoncocercosis. Asimismo, es empleada comodroga de eleccin en la mayora de las infes-taciones cutneas que afectan a poblacionesde America Latina y frica, entre otras (Shanet al., 2001; Victoria, 2003).

Su utilidad en nios, ya sea en forma oral,a dosis de 200 mg/Kg, como en administra-cin tpica, a dosis de 400 mg/Kg, consti-tuye una terapia eficaz, segura, barata y defcil administracin. Sus indicaciones enendoparsitos incluyen: ascaridiasis, estron-giloidiasis, tricuriasis y enterobiasis. En lo querespecta a ectoparsitos es til en pediculosis,escabiosis incluyendo la forma eritrodrmica,miasis, larva migrans cutnea, dermodicido-sis, tungiasis, toxocariasis, gnatostomiasis ycisticercosis (Osorio et al., 2006; Prayaga yMannepuli, 2006; Victoria, 2003). El blan-co de esta actividad antiparastica se creecorresponde a la sensibilidad a la IVM porparte del receptor de los canales de Cl- de-pendientes de glutamato (GluClR), distri-buidos en un gran nmero de phyla de in-vertebrados. Es conocido que la IVM acta,tambin, como un agente anticonvulsivan-te en vertebrados. Teniendo en cuenta queno ha sido demostrado que existan en verte-brados los GluClRs, la accin anticonvulsi-vante de la IVM est asociada a receptoresdel cido -amino butrico (GABA) tipo A(GABA

A Rs), efecto demostrado, al menos,

en ratn. Los GluClR y GABAA Rs perte-

necen a la superfamilia de canales inicosdependientes de ligando, los que presentannumerosas homologas estructurales y fun-cionales con otros miembros, tales como losreceptores de glicina, de acetilcolina y deserotonina (Krause et al., 1998; Shan et al.,2001).

El mecanismo de accin de la IVM y susanlogos ha sido investigado en varios miem-bros de la superfamilia de canales inicosdependientes de ligando. Haciendo total

hincapi en la accin de la IVM, droga quenos ocupa en esta revisin, se conoce que lamisma activa irreversiblemente al GluClRen clulas nerviosas y musculares, inhibiendola neurotransmisin al impedir el cierre delos mismos (Shan et al., 2001). Consecuen-temente, la membrana sinptica aumentaaltamente su permeabilidad a los iones Cl-,los cuales hiperpolarizan la membrana neu-ronal y disminuyen o impiden la transmi-sin nerviosa. Esto conlleva a la parlisis dela musculatura somtica, particularmente lafarngea, conduciendo a la muerte del par-sito. Los canales de Cl-, relacionados con elGABA, los cuales slo estn presentes ennemtodos, insectos y garrapatas, son inhi-bidos nicamente a elevadas concentracio-nes de IVM (Omura y Crump, 2004).

En mamferos, los receptores del GABAse encuentran localizados en las neuronas delsistema nervioso central, mientras que en losartrpodos y nemtodos ellos estn locali-zados en el sistema nervioso perifrico. Sibien la IVM se une a los GABA

A Rs y a los

canales dependientes de glicina en mamfe-ros, la afinidad por los mismos en insectoses aproximadamente 100 veces mayor quela presentada en mamferos. Debe destacar-se tambin el importante desempeo quejuega la glicoprotena P en el mantenimien-to de la barrera hematoenceflica (Geoffrey,2003), lo cual, sumado a la baja afinidad dela IVM por los receptores GABAA Rs demamferos, permite la ingesta de la drogaen dosis relativamente bajas con un alto gra-do de seguridad (Omura y Crump, 2004;Kita et al., 2007).

Hasta el presente no hemos tenido co-nocimiento de estudios realizados sobre elposible potencial genotxico y/o citotxicode la IVM, ya sea sobre el organismo vector(generalmente un invertebrado) o incluso elser humano, en los cuales el compuesto esempleado para prevenir las variadas parasi-tosis (Soboslay et al., 1992; Amazigo, 1999;Sturchio, 2001; Rodrguez Prez et al., 2006).

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Sin embargo, existe amplia informacin deestudios realizados in vivo destinados a eva-luar la forma de administracin, las diferen-tes dosis teraputicas dependiendo del pa-rsito en cuestin y del vertebrado hospeda-dor (Lifschitz et al., 2007), la sensibilidaddel invertebrado a la droga (Intapan et al.,2006) y las posibles resistencias de estos l-timos a la misma (Kane et al., 2000; Fiel etal., 2001).

En lo que respecta a la salud humana, hasido evaluada la actividad de la IVM comoun potente inhibidor de la propagacin declulas tumorales (Korystov et al., 2004) y supotencial de accin cuando es administradaconjuntamente con otras drogas (Amsden etal., 2007). Cabe sealar que fue identifica-do un citocromo como la enzima responsa-ble del metabolismo de la IVM por parte demicrosomas hepticos (Zeng et al., 1998).

Por lo expuesto anteriormente, las agen-cias internacionales reguladoras de su em-pleo teraputico no han evaluado, o al me-nos definido, el potencial mutagnico, car-cinognico y/o teratognico de la IVM yasea en lo que respecta al hombre como a cual-quier otra especie animal expuesta a la mis-ma. La EPA no ha arribado a ninguna con-clusin acerca de la real clasificacin de estecompuesto. Asimismo un nico miembrode las avermectinas, la abamectina, ha sidoclasificado como un pesticida clase II conmoderados efectos txicos para las especiesvivientes (http://www.epa.gov), mientrasque la IARC no ha incluido a ste antibiti-co como carcingeno (http://www.iarc.fr).

En lo que respecta a estudios tendientesa caracterizar la citotoxicidad de la IVM, sloha sido reportado, hasta el presente, datosprovenientes de un nico estudio in vitrorealizado en clulas CHO, estimando la ca-pacidad de proliferacin celular en un me-dio de cultivo suplementado con un suerosustituto en presencia de diferentes dosis dela droga (Rodrigues y Mattei, 1987). En elmismo se observ que las clulas retardaban

su crecimiento en dichas condiciones decultivo y, a su vez, que dicho efecto se po-tenciaba marcadamente con la adicin deIVM (Rodrigues y Mattei, 1987).

Sin embargo, nuestro grupo de trabajoanaliz, mediante diversos ensayos in vitrode genotoxicidad (frecuencia de ICHs y en-sayo cometa) y citotoxicidad (progresin deciclo celular, ndice mittico, ensayos deMTT y rojo neutro), la capacidad deletreatanto de la IVM como una de sus formula-ciones comerciales Ivomec (IVM 1%, MerialArgentina S.A.). Los resultados han puestoen evidencia que ambos compuestos ejercenun efecto genotxico y citotxico en clulasCHO-K1 cuando las mismas son expuestasa concentraciones equimolares del principioactivo de 1,0-250,0 g/ml (Molinari et al.,2008).

Nuestros resultados mostraron que am-bos compuestos, independientemente delensayo empleado, manifestaron una grancapacidad citotxica a partir de la concen-tracin de 10,0 g/ml incorporada al siste-ma de cultivo. De esta forma, la concentra-cin de 10,0 y 25,0 g/ml de IVM as comonicamente 25,0 g/ml de Ivomec induje-ron un alargamiento del ciclo celular. Con-centraciones de 50,0-250,0 g/ml de am-bos antibiticos indujeron un notable efec-to citotxico evidenciado por una francainhibicin del crecimiento celular debido aque la actividad de las mismas disminuyen aproximadamente un 95% respecto a losvalores controles. Cabe mencionar que abajas concentraciones (1,0-10,0 g/ml) am-bos compuestos mostraron una respuestahormtica para los ensayos de citotoxicidadempleados (Molinari et al., 2008).

Mediante el uso de los diferentes ensayosde genotoxicidad, nuestros resultados de-mostraron que ninguno de los compuestosindujo un incremento significativo de ICHs.Por el contrario, mediante el ensayo cometafue factible evidenciar que concentracionestanto de IVM como de Ivomec dentro del


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rango de 5,0-50,0 g/ml fueron capaces deinducir rupturas de cadena simple en lamolcula de ADN. Estos resultados pon-dran en evidencia que, si bien el antibiti-co es capaz de generar lesiones en la mol-cula de ADN, las mismas no seran respon-sables de la induccin de ICHs, al menos enel sistema celular empleado (Molinari et al.,2008).

Por lo antes expuesto, podemos aseverarque el antiparasitario IVM ejerce efectosdeletreos sobre el metabolismo celular y lamaquinaria gentica de clulas de mamfe-ros, al menos en clulas de la lnea CHO-K1. Asimismo, las comparaciones de los re-sultados obtenidos en cada uno de los ensa-yos realizados demostraron que de los doscompuestos evaluados, la IVM result po-seer una mayor genotoxicidad y citotoxici-dad respecto a concentraciones equimolaresdel principio activo presentes en Ivomec.Esto ltimo claramente pone de manifiesto,adems, que el excipiente presente en la for-mulacin comercial sera verdaderamenteinerte al momento de interactuar con el sis-tema celular y originar en consecuencia al-gn tipo de dao en la misma (Molinari etal., 2008).

CONSIDERACIONES FINALES

Finalmente, no podemos dejar de enfatizarel hecho que todos los seres vivos estamosdirecta o indirectamente expuestos, no sloa los principios activos de los plaguicidas,sino a sus formulaciones comerciales. Lasmismas siempre son mezclas de uno o va-rios principios activos con actividad txicay un excipiente tericamente inerte desde elpunto de vista biolgico. Sin embargo, nu-merosos estudios realizados tanto in vitrocomo in vivo han demostrado que, en lamayora de los casos, los riesgos potencialesa los que los seres vivos se ven sometidospor exposicin a formulaciones comerciales

son, en muchos casos, ms perjudiciales queel dao ocasionado por el compuesto acti-vo. Nuestros resultados obtenidos in vitrono slo son un ejemplo de este ltimo con-cepto sino que ponen de manifiesto que enestudios de biomonitoreo ambiental no essuficiente conocer el impacto genotxico ycitotxico de un principio activo sino el evi-denciado por el complejo principio activo-excipiente/s de la formulacin comercial dis-ponible en el mercado. Del mismo modo,resulta evidente que los efectos deletreos delos excipientes presentes en las formulacio-nes comerciales no deben ser descartados osubestimados. Finalmente, no podemos de-jar de mencionar que un nico bioensayo esinsuficiente como indicador para lograr ca-racterizar la toxicidad de un pesticida en es-tudio.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido financiado a travs delos proyectos subsidiados por el ConsejoNacional de Investigaciones Cientficas yTcnicas (CONICET, PIP 6386), la Uni-versidad Nacional de La Plata (11/N493 y11/N564) y la Agencia Nacional de Promo-cin Cientfica y Tecnolgica (BID 1728/OC-AR- PICT 2004 Nro. 26116) de Ar-gentina.

REFERENCIAS

ABID-ESSEFI S, BAUDRIMONT I, HASSENW, OUANES Z, MOBIO TA, ANANE R,CREPPY EE and BACHA H (2003) DNAfragmentation, apoptosis and cell cycle ar-rest induced by zearalenone in culturedDOK, Vero and Caco-2 cells: prevention byVitamin E. Toxicology 192, 237-248.

AMAZIGO U (1999) Community selection ofivermectin distributors. Community EyeHealth 12, 39-40.

AMSDEN GW, GREGORY TB, MICHALAK

41

CA, GLUE P and KNIRSCH CA (2007)Pharmacokinetics of azithromycin and thecombination of ivermectin and albendazolewhen administered alone and concurrentlyin healthy volunteers. Am. J. Trop. Med.Hyg. 76, 1153-1157.

ASPELIN AL (2003) Pesticide usage in theUnited States: Trends During the 20th Cen-tury. NSF CIPM Technical Bulletin 105. NSFCenter for Integrated Pest Management.Disponible en URL: http://www.pestmanagement.info/pesticide_history/full_doc.pdf

BOURGUET D, GENISSEL A andRAYMOND M (2000) Insecticide resistanceand dominance levels. J. Econ. Entomol. 93,1588-1595.

BRAND RM and MUELLER C (2002)Transdermal penetration of atrazine, alachlor,and trifluralin: effect of formulation. Toxicol.Sci. 68, 18-23.

BURG RW, MILLER BM, BAKER EE,BIRNBAUM J, CURRIE SA, HARTMANR, KONG YL, MONAGHAN RL, OLSONG, PUTTER I, TUNAC JB, WALLICK H,STAPLEY EO, OIWA R and OMURA S(1979) Avermectins, new family of potent an-thelmintic agents: producing organism and fer-mentation. Antimicrob. Agents Chemother.15, 361-367.

CAMPBELL WC and BENZ GW (1984)Ivermectin: a review of efficacy and safety. J.Vet. Pharmacol. Ther. 7, 1-16.

CAMPBELL WC, FISHER MH, STAPLEYEO, ALBERS-SCHNBERG G andJACOB TA (1983) Ivermectin: a potent newantiparasitic agent. Science 221, 823-828.

CARSON R (1962) Silent Spring New York:Houghton Mifflin.

COSTELLO S, COCKBURN M,BRONSTEIN J, ZHANG X and RITZ B(2009) Parkinsons disease and residentialexposure to Maneb and Paraquat from agri-cultural applications in the Central Valley ofCalifornia. Am. J. Epidemiol. In Press.

CHABALA JC, MROZIK H, TOLMAN RL,ESKOLA P, LUSI A, PETERSON LH,WOODS MF, FISHER MH, CAMPBELLWCE, J R and OSTLIND DA (1980)

Ivermectin, a new broad-spectrum antipara-sitic agent. J. Med. Chem. 23, 1134-1136.

DHILLON AS, TARBUTTON GL, LEVINJL, PLOTKIN GM, LOWRY LK,NALBONE JT and SHEPHERD S (2008)Pesticide/environmental exposures andParkinsons disease in East Texas. J. Agro-medicine 13, 37-48.

EGERTON JR, OSTLIND DA, BLAIR LS,EARY CH, SUHAYDA D, CIFELLI S,RIEK RF and C CW (1979) Avermectins,new family of potent anthelmintic agents:efficacy of the B1a component. Antimicrob.Agents Chemother. 15, 372-378.

ESPANDIARI P, GLAUERT HP, LEE EY andROBERTSON LW (1999) Promoting activ-ity of the herbicide dicamba (2-methoxy-3,6-dichlorobenzoic acid) in two stagehepatocarcinogenesis Int. J. Oncol. 14, 79-84.

ESPANDIARI P, THOMAS VA, GLAUERTHP, OBRIEN M, NOONAN D andROBERTSON LW (1995) The herbicidedicamba (2-methoxy-3,6-dichlorobenzoicacid) is a peroxisome proliferator in rats.Fundam. Appl. Toxicol. 26, 85-90.

FIEL CA, SAMUELL CA, STEFFAN PE andRODRIGUEZ EM (2001) Resistance ofcooperia to ivermectin treatments in grazingcattle of the humid pampa, Argentina. Vet.Parasitol. 97, 211-217.

FILKOWSKI J, BESPLUG J, BURKE P,KOVALCHUK I and KOVALCHUK O(2003) Genotoxicity of 2,4-D and dicambarevealed by transgenic Arabidopsis thalianaplants harboring recombination and pointmutation markers. Mutat. Res. 542, 23-32.

FISHEL FM (2006) What Is and Isnt a Pesti-cide? . PI-96 Pesticide Information Office.Institute of Food and Agricultural Sciences,University of Florida. Disponible en URL:http://edis.ifas.ufl.edu/PI133

FREEMARK K and BOUTIN C (1995) Im-pacts of agricultural herbicide use on terres-trial wildlife in temperate landscapes: A re-view with special reference to North America.Agric. Ecosyst. Environ. 52, 67-91.

GEOFFREY E (2003) Ivermectin: does P-gly-coprotein play a role in neurotoxicity? FilariaJ. 1-6.


42

Theoria, Vol. 17 (2): 2008

GONZLEZ NV, SOLONESKI S andLARRAMENDY ML (2009) Dicamba-in-duced genotoxicity oh Chinese hamster ovary(CHO) cells is prevented by vitamin E. J.Hazard. Mater. 163, 337-343.

GONZLEZ NV, SOLONESKI S andLARRAMENDY ML (2007) Thechlorophenoxy herbicide dicamba and itscommercial formulation banvel induce geno-toxicity in Chinese hamster ovary cells.Mutat. Res. 634, 60-68.

GONZLEZ NV, SOLONESKI S andLARRAMENDY ML (2006) Genotoxicityanalysis of the phenoxy herbicide dicambain mammalian cells in vitro. Toxicol. In Vitro20, 1481-1487.

HRELIA P, VIGAGNI F, MAFFEI F,MOROTTI M, COLACCI A, PEROCCOP, GRILLI S and CANTELLI-FORTI G(1994) Genetic safety evaluation of pesticidesin different short-term tests. Mutat. Res. 321,219-228.

IARC (1976) Some carbamates, thiocarbamatesand carbazides, Monographs on the Evalua-tion of Carcinogenic Risk of Chemicals toMan, Lyon: International Agency for Re-search on Cancer, p. 282.

IARC (1986) Some halogenated hydrocarbonsand pesticide exposures, Monographs on theEvaluation of Carcinogenic Risk of Chemi-cals to Man, Lyon: International Agency forResearch on Cancer, p. 434.

IARC (1987) Overall evaluation of carcinoge-nicity: an updating of IARC monographsVolumes 1 to 42, Monographs on the Evalu-ation of Carcinogenic Risks to Humans,Lyon: International Agency for Research onCancer, p. 440.

IARC (1991) Occupational exposures in insecti-cide application, and some pesticides, Mono-graphs on the Evaluation of CarcinogenicRisk of Chemicals to Man, Lyon: Interna-tional Agency for Research on Cancer, p. 612.

IKEDA H, KOTAKI H and MURA S (1987)Genetics studies of avermectin byosinthesisin Streptomyces avermectilis. J. Bacteriol.169, 5615-5621.

INTAPAN PM, PRASONGDEE TK,LAUMMAUNWAI P,

SAWANYAWISUTH K, SINGTHONG Sand MALEEWONG W (2006) A modifiedfilter paper culture technique for screeningof Strongyloides stercoralis ivermectin sen-sitivity in clinical specimens. Am. J. Trop.Med. Hyg. 75, 763-564.

KANE NS, HIRSCHBERG B, QIAN S,HUNT D, THOMAS B, BROCHU R,LUDMERER SW, ZHENG Y, SMITH M,ARENA JP, COHEN CJ, SCHMATZ D,WARMKE J and CULLY DF (2000) Drug-resistant Drosophila indicate glutamate-gatedchloride chanels are targets for theantiparasitics nodulosporic and ivermectin.Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 13949-13954.

KAYA B, YANIKOGLU A and MARCOS R(1999) Genotoxicity studies on the phenoxy-acetates 2,4-D and 4-CPA in the Drosophilawing spot test. Teratog., Carcinog. Mutagen.19, 305-312.

KIELY T, DONALDSON D and GRUBE A(2004) Pesticides Industry Sales and Usage2000 and 2001 Market Estimates. EPA.http://www.epa.gov/oppbead1/pestsales/01pestsales/market_estimates2001.pdf

KITA K, SHIOMI K and OMURA S (2007)Advances in drug discovery and biochemi-cal studies. Trends Parasitol. 23, 223-229.

KORYSTOV YN, ERMAKOVA NV, KUBLIKLN, LEVITMAN MK, SHAPOSHNIKOVAVV, MOSIN VA, DRINYAEV VA,KRUGLYAK EB, NOVIK TS andSTERLINA TS (2004) Avermectins inhibitmultidrug resistance of tumor cells. Eur. J.Pharmacol. 493, 57-64.

KRAUSE RM, BUISSON B, BERTRAND S,CORRINGER PJ, GALZI JL, CHANGEUXJP and BERTRAND D (1998) Ivermectin:a positive allosteric effector of the alpha7neuronal nicotinic acetylcholine receptor.Mol. Pharmacol. 53, 283-294.

KUPFER D (1975) Effects of pesticides andrelated compounds on steroid metabolismand function. CRC Crit. Rev. Toxicol. 4, 83-124.

LEIFER Z, KADA T, MANDEL M, ZEIGERE, STAFFORD R and ROSENKRANZ HS(1981) An evaluation of tests using DNA

43

repair-deficient bacteria for predicting geno-toxicity and carcinogenicity. A report of theU.S. EPAs Gene-Tox Program. Mutat Res.87, 211-297.

LIFSCHITZ A, VIRKEL G, BALLENT M,SALLOVITZ J, IMPERIALE F, PIS A andLANUSSE C (2007) Ivermectin (3.15%)long-acting formulations in cattle: absorp-tion pattern and pharmacokinetic consider-ations. Veterinary Parasitology 147, 303-310.

MILLER TW, CHAIET L, COLE DJ, COLELJ, FLOR JE, GOEGELMAN RT, GULLOV, JOSHUA H, KEMPF AJ, KRELLWITZWR, MONAGHAN RL, ORMOND RE,WILSON KE, ALBERS-SCHNBERG Gand PUTTER I (1979) Avermectins, newfamily of potent anthelmintic agents: isola-tion and chromatographic properties.Antimicrob. Agents Chemother. 15, 368-371.

MOHAMMED KB and MA TH (1999) Tra-descantia-micronucleus and -stamen hairmutation assays on genotoxicity of the gas-eous and liquid forms of pesticides. Mutat.Res. 426, 193-199.

MOLINARI G, SOLONESKI S, REIGOSAMA and LARRAMENDY ML (2008) Invitro genotoxic and citotoxic effects ofivermectin and its formulation ivomec onChinese hamster ovary (CHOK1) cells. J.Hazard. Mater. In Press.

MONDRAGN AGUILAR J (2002) http://www.csrservicios.es/LABORATORIO/DESCARGAS/LOS_INSECTICIDAS_LECTURA_AVANZADA.pdfhttp://npic.orst.edu/npicfact.htmNational PesticideInformation Center (1999) DDT Technicalfact sheet

OMURA S (2008) Ivermectin: 25 years and stillgoing strong. Int. J. Antimicrob. Agents 31,91-98.

OMURA S and CRUMP A (2004) The life andtimes of ivermectin -A success story. Nat. Rev.Microbiol. 2, 984-989.

OSORIO J, MONCADA L, MOLANO A,VALDERRAMA S, GUALTERO S andFRANCO-PAREDES C (2006) Role ofivermectin in the treatment of severe orbitalmyiasis due to Cochliomyia hominivorax.Clin. Infect. Dis. 43, 57-59.

PATEL RK, TRIVEDI AH, ROY SK,BHATAVDEKAR JM, SHAH PM andPATEL DD (1998) Influence of alpha-to-copherol and ascorbic acid on pan masalainduced genomic damage. An in vitro experi-ment. J. Exp. Clin. Cancer Res. 17, 419-424.

PEIXOTO F, VICENTE JA and MADEIRAVM (2003a) Comparative effects of herbi-cide dicamba and related compound on plantmitochondrial bioenergetics. J. Biochem.Mol. Toxicol. 17, 185-192.

PEIXOTO F, VICENTE JA and MADEIRAVM (2003b) The herbicide dicamba (2-methoxy-3,6-dichlorobenzoic acid) interactswith mitochondrial bioenergetic functions.Arch. Toxicol. 77, 403-409.

PEROCCO P, ANCORA G, RANI P,VALENTI AM, MAZZULLO M,COLACCI A and GRILLI S (1990) Evalua-tion of genotoxic effects of the herbicidedicamba using in vivo and in vitro test sys-tems. Environ. Mol. Mutagen. 15, 131-135.

PLEWA MJ, WAGNER ED, GENTILE GJ andGENTILE JM (1984) An evaluation of thegenotoxic properties of herbicides followingplant and animal activation. Mutat. Res. 136,233-245.

PRAYAGA S and MANNEPULI GB (2006) Atropical souvenir not worth picking up.Cleve. Clin. J. Med. 73, 458-459.

RODRIGUES MA and MATTEI R (1987) Theinfluence of serum substitute Ultroser G intoxicological evaluations in mammalian cellsin vitro. Ecotoxicol. Environ. Saf. 14, 269-274.

RODRGUEZ PREZ M, KATHOLI CR,HASSAN HK and UNNASCH TR (2006)Large-scale entomologic assessment of On-chocerca volvulus transmission by poolscreenPCR in Mexico. American Journal of Tropi-cal Medicine and Hygiene 74, 1026-1033.

ROSSELLI M, REINHART K, IMTHURN B,KELLER PJ and DUBEY RK (2000) Cellu-lar and biochemical mechanisms by whichenvironmental oestrogens influence repro-ductive function. Hum. Reprod. Upadate 6,332-350.

SHAN Q, HADDRILL JL and LYNCH JW(2001) Ivermectin, an unconventional ago-


44

Theoria, Vol. 17 (2): 2008

nist of the glycine receptor chloride chan-nel. J. Biol. Chem. 276, 12556-12564.

SIVIKOV K, PIESOV E and DIANOVSK_J (2001) The protection of Vitamin E andselenium against carbon tetrachloride-in-duced genotoxicity in ovine peripheral bloodlymphocytes. Mutat. Res. 494, 135-142.

SOBOSLAY PT, DREWECK CM,HOFFMANN WH, LUDER CGK,HEUSCHKEL C, GORGEN H, BANLAM and SCHULZ-KEY H (1992) Ivermectin-facilitated immunity in onchocerciasis. Rever-sal of lymphocytopenia, cellular anergy anddeficient cytokine production after singletreatment. Clin. Exp. Immunol. 89, 407-413.

SOLONESKI S, GONZLEZ M, PIAGGIOE, REIGOSA MA and LARRAMENDYML (2002) Effect of dithiocarbamate pesti-cide zineb and its commercial formulationazzurro. III. Genotoxic evaluation on Chi-nese hamster ovary (CHO) cells. Mutat. Res.514, 201-212.

SOLONESKI S, REIGOSA MA andLARRAMENDY ML (2003) Vitamin E pre-vents ethylene bis(dithiocarbamate) pesticidezineb-induced sister chromatid exchange inChinese hamster ovary cells. Mutagenesis 18,505-510.

SOLONESKI S, REIGOSA MA, MOLINARIG, GONZLEZ NV and LARRAMENDYML (2008) Genotoxic and cytotoxic effectsof carbofuran and furadan on Chinesehamster ovary (CHOK1) cells. Mutat. Res.656, 68-73.

SORENSEN KC, STUCKI JW, WARNER REand PLEWA MJ (2004) Alteration of mam-malian-cell toxicity of pesticides by structuraliron(II) in ferruginous smectite. Environ. Sci.Technol. 38, 4383-4389.

SORENSEN KC, STUCKI JW, WARNER RE,WAGNER ED and PLEWA MJ (2005)Modulation of the genotoxicity of pesticidesreacted with redox-modified smectite clay.Environ. Mol. Mutagen. 46, 174-181.

STEPHENSON GA and SOLOMON KR(1993) Pesticides and the Enviroment,Guelph, Ontario: University of Guelph.

STURCHIO JL (2001) The case of ivermectin:lessons and implications for improving acces

to care and treatment in developing coun-tries. Comm. Eye Health 14, 22-23.

TAKAHASHI Y, MATSUMOTO A, SEINOA, UENO J, IWAI Y and OMURA S (2002)Streptomyces avermectinius sp. nov., anavermectin-producing strain. Int. J.Antimicrob. Agents 52, 2163-2168.

TAYLOR E, GORDON HOLLEY A and KIRKM (2006) Pesticide Development a BriefLook at the History. www.extensionforestry.tamu.edu.

TIEMANN U (2008) In vivo and in vitro ef-fects of the organochlorine pesticides DDT,TCPM, methoxychlor, and lindane on thefemale reproductive tract of mammals: a re-view. Reprod. Toxicol. 25, 316-326.

VICTORIA J (2003) Uso de ivermectina ennios. Dermatol. Pediatric. Lat. 1, 61-65.

WALKER SK, HARTWICH KM andROBINSON JS (2000) Long-term effects onoffspring of exposure of oocytes and embryosto chemical and physical agents. Hum.Reprod. Upadate 6, 564-577.

WARE GW (2004) The Pesticide Book,Willoughby, Ohio: Meister Pro Information,p. 426.

WATERHOUSE D, CARMAN WJ,SCHOTTENFELD D, GRIDLEY G andMCLEAN S (1996) Cancer incidence in therural community of Tecumseh, Michigan: apattern of increased lymphopoietic neo-plasms. Cancer 77, 763-770.

WATERS MD, NESNOW S, SIMMON VF,MITCHELL AD, JORGENSON TA andVALENCIA R (1981) Pesticide Chemist andModern Toxicology, Washington, D.C.:American Chemical Society, p. 89-113.

WEI L, WEI G, ZHANG H, WANG PG andDU Y (2005) Synthesis of new, potentavermectin-like insecticidal agents.Carbohydr. Res. 340, 1583-1590.

WEITBERG AB, WEITZMAN A, CLARK EPand STOSSEL TP (1985) Effects of antioxi-dants on oxidant-induced sister chromatidexchange formation. J. Clin. Invest. 75,1835-1841.

YOON YJ, KIM ES, HWANG YS and CHOICY (2004) Avermectin: biochemical andmolecular basis of its biosynthesis and regu-

45

lation. Appl. Microbiol. Biotechnol. 63, 626-634.

ZELJEZIC D, GARAJ-VRHOVAC V andPERKOVIC P (2006) Evaluation of DNAdamage induced by atrazine and atrazine-based herbicide in human lymphocytes invitro using a comet and DNA difusion as-say. Toxicol. In Vitro 20, 923-935.

ZENG Z, ANDREW NW, ARISON BH,LUFFER-ATLAS D and WANG W (1998)

Identification of cytochrome P4503A4 as themajor enzyme responsible for the metabo-lism of ivermectin by human liver mi-crosomes. Xenobiotica 28, 313-321.

ZHANG X, CHEN Z, LI M, WEN Y, SONGY and LI J (2006) Construction of ivermectinproducer by domain swaps of avermectinpolyketide synthase in Streptomycesavermitilis. Appl. Microbiol. Biotechnol. 72,986-994.


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