Implementación de ensayos in vitro para la determinación de citotoxicidad y genotoxicidad de nuevos compuestos durante la evaluación preclínica

Abstract

El desarrollo de nuevos fármacos requiere una evaluación preclínica rigurosa que garantice su seguridad antes de la aplicación clínica. En este contexto, los ensayos in vitro han adquirido un rol central como métodos alternativos, en concordancia con los principios de las 3R, permitiendo evaluar efectos citotóxicos y genotóxicos de manera ética, reproducible y predictiva. El objetivo de esta Tesis Doctoral fue poner a punto y optimizar una batería de ensayos in vitro orientados a la evaluación de citotoxicidad y genotoxicidad de nuevos compuestos en etapa preclínica. Para ello, se evaluaron dos moléculas de interés biomédico: U-Omp19 y BSY02. Los estudios se realizaron en las líneas celulares de mamíferos CHO-K1 (ovario de hámster chino) y A549 (adenocarcinoma pulmonar humano), aplicando biomarcadores de efecto. Se incluyeron ensayos de citotoxicidad tales como viabilidad celular, apoptosis/necrosis, actividad de caspasa-3, análisis del ciclo celular, producción de especies reactivas del oxígeno, detección de histona fosforilada, ensayo de micronúcleos con bloqueo de citocinesis y ensayo cometa. Los resultados obtenidos indicaron que, bajo las condiciones experimentales evaluadas, U-Omp19 y BSY02 no indujeron citotoxicidad ni genotoxicidad significativa en comparación con los valores controles para cada tipo celular evaluado. En contraste, los controles positivos mostraron diferencias significativas respecto a los valores controles, confirmando la sensibilidad y robustez de los ensayos implementados. En conjunto, esta Tesis Doctoral aporta evidencia experimental sólida que respalda la seguridad preclínica de ambos compuestos y consolida una batería de ensayos in vitro aplicable a la evaluación genotóxica de nuevos fármacos, contribuyendo al desarrollo de estrategias experimentales más éticas, eficientes y alineadas con los requerimientos regulatorios actuales.

The development of new drugs requires rigorous preclinical evaluation to ensure their safety before clinical application. In this context, in vitro assays have acquired a central role as alternative methods, in accordance with the 3Rs principles, allowing for the ethical, reproducible, and predictive evaluation of cytotoxic and genotoxic effects. The objective of this doctoral thesis was to refine and optimize a battery of in vitro assays for evaluating the cytotoxicity and genotoxicity of new compounds in the preclinical stage. To this end, two molecules of biomedical interest were evaluated: U-Omp19 and BSY02. The studies were performed using the mammalian cell lines CHO-K1 (Chinese hamster ovary) and A549 (human lung adenocarcinoma), applying biomarkers of effect. Cytotoxicity assays were included, such as cell viability, apoptosis/necrosis, caspase-3 activity, cell cycle analysis, reactive oxygen species production, phosphorylated histone detection, micronucleus assay with cytokinesis blockade, and comet assay. The results obtained indicated that, under the evaluated experimental conditions, U-Omp19 and BSY02 did not induce significant cytotoxicity or genotoxicity compared to the control values for each cell type evaluated. In contrast, the positive controls showed significant differences compared to the control values, confirming the sensitivity and robustness of the implemented assays. Overall, this doctoral thesis provides solid experimental evidence supporting the preclinical safety of both compounds and consolidates a battery of in vitro assays applicable to the genotoxic evaluation of new drugs, contributing to the development of more ethical and efficient experimental strategies aligned with current regulatory requirements.