Laboratory genetic-based reference values for cholinesterase activity in a Colombian population: A step forward in personalized diagnostics / Valores de referencia basados en el contexto genético de la actividad enzimática de la colinesterasa en una población colombiana: un paso hacia el diagnóstico personalizado

Introduction: The determination of cholinesterase (ChE) activity has been commonly applied in the biomonitoring of exposure to organophosphate and carbamate pesticides. However, ChE activity is influenced by genetic factors. Integrating genotype and phenotype information in clinical laboratory tests would increase the accuracy of the reference values in well-defined populations. Objective: To establish genetic-based reference values for acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) activity in a Colombian population. Materials and methods: A total of 397 healthy adults from Bucaramanga were included in the study. AChE and BChE activities were measured in blood samples by potentiometry and spectrophotometry, respectively. Genotyping for ACHE rs17880573 and BCHE rs1803274 was performed using the TaqMan allelic discrimination assay. The statistical analyses to obtain the reference values were performed with the MedCalc® software. Results: Allele frequencies were 10.58% for rs17880573 A and 8.82% for rs1803274 A. People with genotypes rs1803274 AA and AG showed a reduction of 20.69% and 10.92% respectively in mean BChE activity compared to people with genotype GG. No significant differences were identified in AChE activity between rs17880573 alleles or genotypes. In the overall sample, the corresponding reference values were as follows: for AChE activity, 0.62-0.98 D pH/h and for BChE activity, 4796.3-10321.1 U/L for people carrying the allele rs1803274A and 5768.2-11180.4 U/L for people carrying the genotype rs1803274 GG. Conclusion: We strongly recommend using these genetic-based reference values for ChE enzymes in our well-defined population in daily clinical practice.

Introducción. La determinación de la actividad enzimática de la colinesterasa se utiliza comúnmente en la vigilancia biológica de la exposición a pesticidas organofosforados y carbamatos. Sin embargo, los factores genéticos afectan la actividad de la colinesterasa, por lo que la integración de la información sobre genotipos y fenotipos en las pruebas de laboratorio clínico, incrementaría la precisión de los valores de referencia. Objetivo. Establecer los valores de referencia basados en el contexto genético para la actividad enzimática de la acetilcolinesterasa (AChE) y la butirilcolinesterasa (BChE), en una población colombiana. Materiales y métodos. Se incluyeron 397 adultos sanos. La actividad de la acetilcolinesterasa y la de la butirilcolinesterasa, se determinaron en muestras de sangre por potenciometría y espectrofotometría, respectivamente. Los genotipos de los ACHE rs17880573 y BCHE rs1803274 se obtuvieron mediante el ensayo TaqMan y los valores de referencia se estimaron con el programa MedCalc®. Resultados. La frecuencia alélica fue de 10,58 % para rs17880573 A y de 8,82 % para rs1803274 A. Las personas con los genotipos rs1803274 AA y AG, mostraron una reducción en el promedio de la actividad de la butirilcolinesterasa de 20,69 % y de 10,92 %, respectivamente, comparados con aquellas con el genotipo GG. No se encontraron diferencias significativas en la actividad de la acetilcolinesterasa con respecto a los alelos y genotipos del rs17880573. Los valores de referencia determinados para esta población fueron de 0,62-0,98 D pH/h para acetilcolinesterasa y de 4796,3-10321,1 U/L para butirilcolinesterasa, en las personas portadoras del alelo rs1803274 A, y de 5768,2-11180,4 U/L, en las portadoras del genotipo rs1803274 GG. Conclusión. Se recomienda el uso de estos valores de referencia basados en el contexto genético para las colinesterasas, en la práctica clínica diaria en esta población.

Phylogenetic tree construction of butyrylcholinesterase sequences in life forms.

Butyrylcholinesterase is an enzyme with few known physiological functions. It is related to acetylcholine that was shown to be expressed in a variety of life forms. We performed a search using the human butyrylcholinesterase gene (HGNC:983;MIM:177400), and found the sequence in a broad spectrum including plants, bacteria and animals. Therefore butyrylcholinesterase appears to have evolved early in evolution, and to have been conserved.

Aspectos moleculares de la resistencia a insecticidas / Molecular basic of insecticide resistance

El surgimiento de resistencia en poblaciones de insectos es uno de los efectos indeseables asociados al uso de insecticidas, y es un buen ejemplo del modo en que ocurren los procesos microevolutivos. En 1908 se documentó por primera vez la existencia de insectos resistentes a insecticidas. Ahora se conocen casos de resistencia en más de 500 especies de artrópodos. Los principales mecanismos que confieren resistencia a insecticidas son penetración cuticular reducida, metabolismo degradativo aumentado y reducción en la susceptibilidad de los sitios de acción. Los métodos de la biología molecular permiten identificar las bases moleculares de esos mecanismos. El propósito de este artículo es reseñar el conocimiento disponible acerca de la biología molecular de la resistencia a insecticidas: mutaciones puntuales en genes de acetilcolinesterasa (Drosophila melanogaster) y del receptor de GABA (varias especies), inserciones en genes de transferasas (D. melanogaster) y del citocromo P450 (D. melanogaster), amplificación de genes de esterasas (Myzus persicae y Culex pipiens / quinquefasciatus complex), cambios que afectan la expresión del gen del citocromo P450 (Musca domestica), y una mutación ligada al gen del canal de sodio dependiente de voltaje (M. domestica)

Determinación de la resistencia a insecticidas y sus mecanismos bioquímicos en 2 cepas de Culex quinquefasciatus procedentes de Santiago de Cuba / Determination of the resistance to insecticides and their biochemical mechanisms in 2 strain of culex quinquefasciatus fron Santiago de Cuba

Se analizó el comportamiento de la resistencia a 3 insecticidas organofosforados (malation, clorpirifos y pirimifos metil), 3 piretroides (deltametrina, lambdacialotrina y cipermetrina) y 1 carbamato (propoxur) en poblaciones de Culex quinquefasciatus provenientes de 2 municipios de la provincia de Santiago de Cuba. Los valores del factor de resistencia determinaron que existe resistencia para malatión y clorpirifos. Sin embargo, a pesar de la existencia de una alta frecuencia en los mecanismos de esterasas elevadas y acetilcolinesterasa alterada, no se observó resistencia a pirimifos metil, lo cual corroboró la no afectación de este insecticida por estos mecanismos seleccionados en nuestras poblaciones de Culex quinquefasciatus. Se observó resistencia a los insecticidas piretroides deltametrina y lambdacialotrina en Santiago de Cuba, y moderada para cipermetrina en Santiago y San Luis; también se encontró en San Luis resistencia a deltametrina, pero moderada a lambdacialotrina. Los resultados obtenidos a partir del uso de los sinergistas S,S,S, tributil fosfotritiado (DEF) y piperonil butóxido (PB) indicaron que los mecanismos de resistencia de esterasas inespecíficas y las oxidasas de función múltiple están involucradas en la resistencia a piretroides en ambas cepas provenientes de Santiago de Cuba y San Luis. Se determinó, mediante las pruebas bioquímicas, que existió una alta frecuencia de los mecanismos de esterasas y acetilcolinesterasa alterada. Los resultados de las electroforesis en gel de poliacrilamida (PAGE), mostraron que la esterasa B1 aparece con mayor frecuencia asociada con las esterasas A6 y B6. Se infirió que esta asociación pudiera estar vinculada con la resistencia a piretroides