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Laboratorios

Bioensayos in vitro

El uso de bioensayos permite evaluar la seguridad y la eficacia de una gran variedad de materiales y sustancias.

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Los ensayos in vitro o bioensayos son técnicas especializadas que emplean organismos bajo condiciones controladas de laboratorio y que pueden incluir cultivos celulares, bacterias, hongos, insectos, plantas, artrópodos, etc.

¿Para qué se utilizan los bioensayos in vitro?

Se utilizan en varias áreas de la ciencia para conocer las reacciones de algún organismo ante la presencia de una o varias sustancias, ya sean conocidas o no. Las reacciones pueden incluir diferentes efectos negativos como la citotoxicidad o la genotoxicidad, pero también efectos positivos como efecto protector frente agentes oxidantes. De esta forma, el uso de bioensayos permite evaluar la seguridad y la eficacia de una gran variedad de materiales y sustancias, reduciendo el uso de ensayos en animales, los cuales deben emplearse únicamente cuando no existan métodos alternativos en línea con el principio de jerarquía las 3R (Replace, Reduce and Refine), tal y como establece la Directiva EU 2010/63.

¿Cuáles son las ventajas de los bioensayos in vitro?

  • Permiten evaluar efectos sin necesidad de identificar ni cuantificar la sustancia.
  • Permiten estudiar efectos de mezclas, evaluando así los posibles efectos sinérgicos.
  • Permiten evaluar el efecto de sustancias presentes a niveles muy bajos.
  • Reducen la experimentación animal.

Tipos de bioensayos in vitro

En función del efecto a evaluar existen diferentes tipos de bioensayos in vitro que permiten estudiar la seguridad y/o eficacia de sustancias y materiales. En AIMPLAS disponemos de laboratorios de bioseguridad X, equipados con todo lo necesario para llevar a cabo los siguientes estudios:

Evaluación de la seguridad

  • Viabilidad celular o citotoxicidad empleando técnicas colorimétricas, fluorométricas y bioluminiscentes que permiten evaluar el daño y/o supervivencia celular. Algunos de los métodos son:
    • MTT
    • Rojo Neutro
    • Alamar Blue
  • Ensayos de genotoxicidad para evaluar el daño al ADN a diferentes niveles:
    • Test de Ames (OECD TG 481) o ensayo de reversión bacteriana para evaluar mutaciones puntuales;
    • Ensayo de micronúcleos (OECD TG 487) para la evaluación de mutaciones cromosómicas (numéricas y estructurales);
    • Ensayo cometa (OECD TG 489) para medir rupturas de cadena de ADN, considerado como indicador para detectar lesiones premutagénicas.

Evaluación de eficacia

  • Evaluación del potencial antioxidante o efecto protector frente a estrés oxidativo de una sustancia, ingrediente o material.
  • Estudios de la absorción intestinal.
  • Evaluación de la actividad antimicrobiana.

Sectores de aplicación de los bioensayos in vitro

Envases alimentarios y cosméticos
En el sector del packaging alimentario la evaluación de riesgos de las sustancias no añadidas intencionadamente (NIAS) que pueden migrar de los envases a los alimentos, exigida por la legislación (Reglamento 10/2011), supone un gran reto y consumo de recursos. Esto se debe principalmente a que la evaluación de riesgos requiere de una identificación cromatográfica previa de todas las sustancias detectadas en un screening cromatográfico cuya concentración sea superior al umbral de preocupación toxicológica definido para sustancias genotóxicas, lo cual es muchos casos no es técnicamente posible.
Los bioensayos in vitro y concretamente los estudios de genotoxicidad permiten descartar efectos genotóxicos de las NIAS migradas desde los envases de forma que es posible incrementar significativamente el umbral de preocupación toxicológica. Esto simplifica enormemente la evaluación de riesgos de las NIAS puesto que el numero de sustancias a identificar tras el screening cromatográfico es mucho menor.
Dado que en el sector cosmético no dispone de una legislación especifica que regule el envase, pero si requiere de una evaluación de riesgos de este según el Reglamento 1223/2009 de producto cosmético, dicho sector se rige por la legislación aplicable a materiales destinados a contacto alimentario (Reglamento 10/2011) a la hora de verificar la aptitud de los envases cosméticos. Dado que todo lo descrito para las NIAS en envase alimentario sería aplicable al envase cosmético, los bioensayos in vitro también son una herramienta de gran utilidad a la hora de validar la seguridad de los envases cosméticos.
Microplásticos

Los bioensayos in vitro también pueden emplearse como herramienta en la evaluación los riesgos derivados de la presencia de microplásticos en alimentos, ya sea como consecuencia del contacto con envases plásticos o como contaminación en diferentes puntos de la cadena trófica. En este sentido, son habituales los estudios para evaluar efectos citotóxicos, genotóxicos y estrés oxidativo. No obstante, son también necesarios estudios previos para evaluar por un laso la capacidad de disolución/degradación de los microplásticos bajo las condiciones lisosomales y gastrointestinales, así como la capacidad de absorción celular de estos.

Productos sanitarios

Los bioensayos in vitro son una herramienta indispensable en la evaluación de la seguridad de dispositivos médicos, también conocidos como productos sanitarios. Desde AIMPLAS podemos abordar los ensayos in vitro exigidos por el Reglamento (EU) 2017/745 de productos sanitarios a los fabricantes de estos cuyo objetivo es garantizar su biocompatibilidad con el cuerpo humano. En este sentido, es necesario diseñar una batería de ensayos mínimos en función de la categoría de producto, tipo de contacto y duración.

Ingredientes funcionales

Además de la seguridad, los bioensayos in vitro permiten también evaluar la eficacia de sustancias, mezclas y materiales. En el sector alimentario, cuando se le quiere otorgar el carácter funcional a un determinado ingrediente, es necesario llevar a cabo estudios que demuestren la propiedad beneficiosa que aporta dicho ingrediente. Algunos de los estudios que llevamos a cabo en este contexto desde AIMPLAS empleando bioensayos in vitro son la evaluación del efecto protector frente a estrés oxidativo (potencial antioxidante) y estudios de la absorción intestinal.

En el sector cosmético y el sector de los materiales de construcción también es muy común el uso de aditivos antimicrobianos con el objetivo de prevenir la contaminación por microorganismos ya sea en productos cosméticos o en materiales de superficie como encimeras, suelos, recubrimientos, etc. La efectividad de dichos aditivos debe ser probada mediante estudios de eficacia antimicrobiana ya sea bacteriana, antifúngica, etc. Desde AIMPLAS podemos llevar a cabo dichos estudios asegurando la eficacia de los dichos materiales.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un bioensayo y para qué sirve?

Los bioensayos sirven para evaluar la seguridad o eficacia de un compuesto a través de la respuesta de un organismo vivo.

¿Qué entendemos por biocompatibilidad?

La biocompatibilidad se refiere a la capacidad de un biomaterial para desempeñar una función de acuerdo a un tratamiento sin provocar ningún efecto adverso que pueda comprometer la viabilidad celular y, por consiguiente, la salud del paciente