REVISTA MEDICA DE COSTA RICA Y CENTROAMERICA LVI (546) 15 . 21; 1999

BIOFISICA CON APLlCACION CLlNICAAPLICACIONES CLlNICAS

DE LAQUIMIOLUMINISCENCIA (QL)

Juan L Padilla *Alexei V. Putvinski *

* Laboratorio de Biofísica, Universidad de Iberoomérica UNIBE

Chemiluminescense (QL) is a physic<l­chemical phenomenom with a wide V3­

riety <lf clinical applicati<lns. It hasbeeo "sed for studies in genetics, inmu­nology, end<lcrin<ll<lgy and even, infec­tious diseases. In this article, we expo­se the fundamentals <lf the meth<ld, therequired instrumentation and writtenevidence that supp<lrts its use in the cli­nical field. The meth<ld had dem<lstra­ted that it is as sensitive as irnmunoas­say, cheaper and easier t<l apply. CLbased immunoassays as well as measu­remente <lf phag<lcytic activity of poly­mophonuclear leucocytes, monocytesand macrophages are llOW included asparts of routine tests in the clinical la­boratory. The rate of free radical oxi­dation and antioxidant activity ofblood plasma, urea and other biologi­cal fluids can he measured with mo­dern chemiluminometers.

Durante muchos años, se han intentadodesarrollar técnicas de laboratorio para lamedición cuantitati va de moléculas en-

dógenas (como hormas y anticuerpos) ydetección de substancias tóxicas y conta­minantes, que fueran cada vez más costo­efectivas y fácilmente disponibles para eluso clínico. A pesar del importante desa­rrollo de todos estos métodos, la mayoríade ellos requieren de costosos reactivos ydispositivos de alta tecnología. Esto hatomado estas prácticas fuera del alcancede la mayoría de los hospitales. Sin em­bargo, una técnica descrita por primeravez hace unos 40 años ha tomado auge,sobre todo en países europeos. Esta téc­nica, basada en el fenómeno de quimiolu­miniscencia (QL), es frecuentemente uti~

lizada en el campo de la investigaciónbio-tecnológjca, control ambiental, apli­caciones industriales e investigación(principalmente ensayos genéticos, de­terminación de ATP y de radicales libres)y diagnóstico clínico. Este artículo expo­ne los principios fisicoquímicos de la téc­nica basada en quimioluminiscencia, lasaplicaciones clínicas actualmente reco­nocidas y sus potenciales usos futuros

Tahla 1

Definiciones y principiosfisicoquímicos:

Se define quimioluminiscencia como lageneración de luz como productos de unareacción química. Este fenómeno físicose observa cuando los productos quími­cos de reacciones exergónicas acumulanenergía para la transición de un estadoelectrónicamente excitado. (Figura 1).

ESCANEAR FIGURAS

Figura 1. A. El electrón pasa aun orbital de mayor energía formando uncompuesto intennedio inestable. B. Elcompuesto adopta de nuevo su estabili­dad al emitir un fotón. Para los sistemasbiológicos, tejidos y células vivas se apli­ca principalmente que las moléculas queproducen QL son el resultado de la re­combinación de radicales libres en el cur­so de reacciones de oxidación de diferen­tes sustancias con la consecuente emisiónde especies activas del oxígeno. Aunque

"NSTRUMENTACION

Aplicaciones de la Quimioluminescencia

Tabla 1: Resumen de algunas aplicaciones de la quimioluminiscencia

cambio el fotomultiplicador mide la co­rriente generada al chocar los fotonescontra él. De la primera manera, la lectu­ra dará una cuantificación de fotones porsegundo, mientras que la otra mide enforma de unidades arbirtrarias de luz, co­nocidas como unidades relativas de luz(en inglés RLU). La eficieucia de estosequipos depende de su consistencia (po­ca variación entre lecturas) y su sensibi­lidad, es decir, su límite inferior de detec­ción de luz. Para poder mejorar la canti­dad de luz emitida es frecuente utilizarreactivas luminiscentes que favorecen laemanación de fotones y por tanto mejora

PaIDI~iPa (mecanismos celulares y moleculares de procesos patológicos), ¡.< - Influenza '" ~ '" -;, • ~ y ¡¡¡: "

- Infecciones Bacterianas "., - Enfennedadesinflamatorias inespecíficas- HipercQlesterokimia-Tumores

El instrumento utilizado para esta medi­ción se denomina luminómetro, el cualconsta de una cámara de muestra, el de­tector, una unidad de procesamiento yuna pantalla de despliegue de la señal.De estos componentes, probablemente elmás importante es el fotodetector. Gene­ralmente, se utilizan para tal fin fotodió­dos y tubos fotomultiplicadores. El prin­cipio básico de funcionamiento de los 1u­minómetros es el conteo de fotones. En

5. Mediciua Ambiental y Salud Ocupacional- Calidad del agua- Detección de metales pesados- Detección de polvos industriales- Humo de tabaco- Radiaciones ultravioletas- Radiaciones ionizantes

4. Diaguóstico CHnico:e Grauu16matosis- Deficieucia de Mieloperoxidasa- Artritis reumatoide- Enfennedades de la piel- Sarcoidosis- Alergia- Cardiopatías- Diabetes- Nefropatías- Periodontitis

nos de fluorescencia y fosforescencia, seinvolucran estados atómicos inestables.Por su parte en la QL las fonnas inesta­bles son moléculas completas.

"'1:;:Esílidios fmlüamentales dé Fisi"iOgíá-Cel'Ü;;reinnwnQIQgíav, '.'- ,." , .~, . .,'. ,'.' " ". .' ,

Se han descrito tres tipos de reaccionesde quimioluminiscencia. El primer tipocorresponde a aquellas reacciones queusan compuestos sintéticos y que involu­cran fonnas oxidantes. El segundo tipo,llamado bioluminiscencia, se refiere a lasreacciones emisoras de luz que ocurrenen organismos vi vos en la que existe ca­tálisis enzimática, fenómeno observadoprincipalmente en organismos marinos.

Substrato + Enzima -------­-- Estado Intermedio inestableEstado Intermedio Inestable ----­-- Producto final estable + luz

en condiciones nonnales la intensidad dela emisión espontánea de fotones es ex­tremadamente baja (menos de 100 foto­nes/cm2 sec) en estados de enfermedadesta puede aumentar considerablemente.No obstante, existen algunos fenómenosnaturales en los que mediante sistemasenzimáticos altamente específicos (comoluceferin-luciferasa, Ksantin-kasantioxi­dasa, etc) producen emisión de luz visi­ble. Tal es el caso de insectos y algunospeces que emiten luz.

Por último, se encuentran aquellas reac­ciones que requieren de una corrienteeléctrica que desencadena el fenómeno.Este tercer grupo se conoce como elec·troquimioluminiscencia. Las reaccio­nes de primer y segundo tipo general­mente implican la ruptura de un enlaceentre átomos de oxígeno. Este tipo de li­gaduras, como ocurre en los peróxidos,resulta en fenómenos intramoleculares dereorganización y liberación de energía enforma de fotones (paquetes de luz). Lacantidad de fotones emitidos (medidospor conteno por segundo) debe ser la su­ficiente para poder medirse a través demétodos sensibles. Así, la emisión de luzse encuentra directamente relacionadacon la concentración de materialluminis­cente presente. De lo anterior se des­prende la posibilidad de inferir la con­centración de alguna substancia a partirde la frecuencia a la que se emite la luz.En los fenómenos físico-químicos en losque se emite luz se producen estadosinestables transitorios que se toman enestable al emitir fotones. En los fenóme-

la sensibilidad del método. La emisiónde luz es directamente proporcional a laconcentración del reactivo respectivo.Otras medidas para mejorar la sensibili­dad del método incluyen escoger una cu­beta de muestra de un tamaño y materialapropiado (vidrio o polipropileno), con­trolar la temperatura y evitar contamina­ción lumínica externa. El análisis de laemisión de luz, luminometría, posee laventaja sobre otras técnicas es que esmuy sensible (mucho más que las técni­cas de f1uorometría y espectroscopía. deuso universal y relativamente barata.Una ventaja adicional de la técnica es queel componente lumínico de fondo (conta­minaci6n originada en fosforescencia deplásticos e impurezas de los reactivos) esmucho menor que lo que se observa enfluorometría y espectroscopía.

Aplicaciones clínicas:

Inmunología, La detección de anticuer­pos circulares ha permitido grandesavances en el diagnóstico de enfermeda­des reumatológicas e inmunodeficien­cias. Estas técnicas se basan principal­mente en radioinmunoensayo. Esta me­todología tiene su principio en la compa­ración de la inhibición de ligadura de an­tígeno marcado a un anticuerpo determi­nado producida por muestras no conoci­das con la inhibición producida por solu­ciones estándar conocidas de antígeno nomarcado. La utilidad del método de ra­dioinmunoensayo no se limita al sistemainmune y puede ser utilizado también paradetección de proteínas ligadoras y recep­tores de membrana. Sin embargo, estosprocedimientos involucran reactivos mo­leeulares de difícil obtención y preserva­ción. Además de la complejidad de losreactivos, se tiene el inconveniente deque las reacciones sobre las cuales sebasa el método de medición O diagnósticoes que requieran muchas veces de untiempo prolongado para dar un resultado.Esto lleva a que se retrase la obtención delos datos necesarios para tomar importan­tes deeisiones terapeúticas. La técnica dequimioluminiscencia ha demostrado serútil la determinación cualitativa y cuanti­tativa de substancias para diagnóstico depadecimientos autoinmunes y de inmuno-

deficiencia. Moxness et al. describieronel uso de un ensayo de QL para la detec­ción de anticuerpos contra peroxidasa ti­roidea (TPO), los cuales son característi­cos de varias enfermedades autoinmunesde tiroides. El método demostró ser másrápido y específico que la técnica deaglutinación (32). La alUl sensibilidad dela QL en la determinación de anticuerposcontra TPO fue también corroborada porKaczur et al. (19). Por otra parte, se hautilizado el método de QL para detecciónde anticuerpos específicos como 19 G, talcomo demostraron Matsunaga et al. coningenioso método utilizando partículasbacterianas magnéticas (28). Además, seha utilizado como un método de cuantifi­car la capacidad de defensa de los neutró­filos. Esto se basa en el principio de queuna de las principales armas de destruc­ción bacteriana de los neutróf.l1os es lageneración de radicales libres de oxíge­no. De tal manera, en la medida en queestas células sanguíneas generen estos ra­dicales al ser estimuladas, principalmen­te por zymosan (21), serán más o menosinmunocompetentes. Además se ha de­mostrado que esta respuesta (44) podríavariar según el estímulo. Intentando eva­luar este fenómeno. La medición de lacapacidad oxidativa de los neutrófilos hasido también cuantificada por QL en pa­ciente sometidos a determinadas medidasterapeúticas o expuestos a alguna infec­ción en particular. Parlesak et al., demos­traron como concentraciones bajas deetanol reduce la capacidad oxidativa degranulocitos y monodtos humanos indu­cida por endotoxina lo cual podría expli­car la susceptibilidad de los pacientes al­cohólicos a infecciones (37). Traykov ycolaboradores demostraron el efecto ad­verso sobre la capacidad leucocítica deproducir superóxido inducido por el usode fenotiazinas ampliando el conoci­miento sobre los probables efectos adver­sos de estas drogas (46). Weiss et al. usa­ron Ulmbién QL para investigar el efectosobre la función neutrofílica de elomida­to y propofol (50). Como hallazgo im­portante se descubrió que el propofol,más no el etomidato, produce una dismi­nución de la QL neutrofílica la cual sededujo es producto del efecto directo so­bre esUls células y neutralización de los

radicales libres producidos. Kubo et al.utilizaron QL para valorar la función deJeucocitos en orina y demostraron comola variación de pH, concentración deurea, sodio, potasio y creatinina en lamisma sería útil para restaurar su funcióny favorecer el control de infecciones deltracto urinario (22). Por su parte, Hau­gen midió los efectos de los esteroides endosis hajas sobre la producción de espe­cies reactivas de oxígeno por parte demacrófagos y monocitos y se demostróun efecto inhibitorio (16). Otro intere­sante hallazgo y de potencial utilidad clí­nica lo obtuvo Hoeben el al.. cuando eva­luaron el efecto de diferentes antibióticossobre la capacidad oxidativa granulocíti­ca medida por QL (18). Estos autores en­contraron que muchos antibióticos (porejemplo, cloranfenicol y penicilina), in­hiben la producción de radicales lihrespor parte del granulocítico. Hasta quePWlto estas drogas son O no inmunosu­presoras por este medio no puede aún ex­plorarse hasta aclarar si afectan o no lasensibilidad de la lurnininometría. Final­mente, aunque en algún momento se ha­bló de la capacidad inmunopotenciadoradel gamma interferón contra infeccionesen el período neonatal, Wittler et al.. nolograron demostrar un aumento significa­tivo de la quimioluminiscencia de leuco­citos expuestos a este agente (52). Riberet al. evaJuaron la reacción fagocíticacontra cepas de Staphylococcus epider­mis demostrando que al adherirse éste asuperficies de silicón (por ejemplo, uncatéter intravascular) la quirniolumenes­cencia era menor (41). Esto implicaría auna fagocitosis ineficaz como parte de laetiopatogenia de infección relacionada acuerpos extraños. También en el campode estudio de la fisiopatología de las en­fermedades infecciosas, McCafferty etal. demostraron que la respuesta QL delos neutrófilos disminuye con la edad porlo que esto podría explicar la suceptibili­dad a infecciones que sufren los pacien­tes ancianos (30). Investigando efectosnutricionales, Varnling et al. examinaronel efecto de la administración de ácidosgrasos omega-e en la QL de los neutrófi­los de voluntarios sanos demostrandouna disminución, aunque no significativa(48). el estudio podría vislumbrar el po-

REVISTA MEDICA DE COSTA RICA Y CENTROAMERICA

tencial papel de este tipo de nutrientes enel manejo de enfennedades inflamato­rias. Finalmente, earulli et al. estudiaronla modulación plaquetaria de respuestaneutrofílica mediante QL en situacionesde uremia demostrando una reducción dela misma (4). Esto sugiere que en pa­cientes urémicos existe la posibilidad deproducción desmedida de radicales tóxi­cos sin oposición del papel modulador delas plaquetas.

Genética y biología molecular. Se bautilizado la QL para estudiar los fenóme­nos de expresión y regulación genética.Por ejemplo, se ha introducido esta técni­ca para cuantificar propiedades asociadasa genes específicos. Existen actualmentesustancias para este tipo de estudios in­cluyendo luciferasa. B-galactosidada. B­glucuronidasa, fosfatasa alcalina y hor­mona de crecimiento. Entre otros usosen el campo de la genética, Musiani et al.lo utilizaron para la detección de hibridi­zación in situ (33). Barret et al. usaronQL al evaluar el efecto de varios quimio­terapeúticos sobre la reparación de DNAin vitre. El estudio demostró inhibiciónde dicha reparación por actinomicina D,doxorubicin y mitramicina A entre otros(1). Hodges utilizó QL para la detecciónde alteraciones genéticas en enfenneda­des hematológicas malignas demostran­do que el método es más sensible que elcalorimétrico sin mencionar que evita eluso de isótopos radiactivos (17).

Endocrinología. La detección de nive­les de diversas honnaDas es indispensa­ble para el diagnóstico de trastornos en­docrinos. La mayor parte de estos méto­dos se basa en inmunoquímica. Sin em­bargo, el uso de QL ba sido también apli­cado en este campo. Rodríguez Espino­sa el al. demostraron como la utilizaciónde la QL, es un método eficaz y sensiblepara la cuantificación de niveles de hor­monas tiroideas y por ende, para el diag­nóstico de disfunción tiroidea (42). Ensu estudio, compararon QL con el méto­do convencional (basado en inmunofluo­rescencia) y demostraron que el primerofue igual de sensible, más barato y mu­cho más rápido. De igual manera, se hautilizado el método para la detección y

cuantificación de honnonas como la tiro­tropina, estrógenos (20) (26), honnonadel crecimiento (14), testoterona (27),gonadotrofina coriónica (47), además dela detección de algunos factores de creci­miento específicos el similar a insulina(insulin-like-growth hormone) (8) yotros.

Estrés oxidativo. Desde hace algunosaños se ha reconocido el papel de los ra­dicales de oxígeno en la etiopatogenia dediversos padecim.ientos. Estas especiesderivadas del oxígeno (superóxido, rn­dróxilo, peróxido y el oxígeno singular)se caracterizan por ser extremadamentereactivos. Una vez generados reaccionancasi inmediatamente con moléculas cir­cundantes produciendo alteraciones es­tructurales en las mismas. Estos proce­sos se conocen actualmente son respon­sables de disturbios tales como lesión porisquemia/reperfusión. sepsis/síndrome derespuesta inflamatoria sistémica, toxici­dad por oxígeno/drogas/ radiación y has­ta se han implicado en los fenómenos deenvejecimiento. De lo anterior, se dedu­ce la importancia de poder detectar eidealmente cuantificar los efectos de es­tos oxidantes sobre los diversos tejidos ysistemas del organismo. Dichos efectosse conocen con el nombre de estrés oxi­dativo y la QL ha tomado recientementeun papel preponderante en su estudio. Enprincipio, las reacciones de oxidación ge­neran energía. Con reactivos amplifica­dores apropiados (como la lucigenina)esta liberación energética se puede tradu­cir en la producción de fotones los cualespueden cuantificarse. Dicha cuantifica­ción es, a su vez una forma indirecta delestrés oxidativo. La técnica se ha utiliza­do de manera generalizada en laborato­rios de investigación científica básica.Además este mismo enfoque está siendoutilizado como método de rutina paracuantificar el estrés oxidativo de pacien­tes que sufren graves enfermedades. Tsaiet al. estudiaron a pacientes con pancrea­titis severa, el grado de stress oxidativo ysu con-elaci6n con la evolución y pronós­tico de estos pacientes. Para ello realiza­ron mediciones e peroxidación de grasasy quimioluminiscencia. De manera inte­resante, se logró demostrar que aquellos

pacientes con mayor actividad de estrésoxidativo (medido por ambos métodos)sufrían de una evolución más tórpida yun peor pronóstico (45). Debido a que lapresencia de radicales libres o de los pro­ductos de su acción sobre diferentes mo­léculas es un índice reconocido de lesióncelular en diversas condiciones clinicas,se ha desarrollado de manera importantela QL para tal fin. Por tal razón, existenmúltiples estuelios que utilizan la medi­ción del estrés oxidativo en condicionesde isquemia y reperfusión (por ejemplo, anivel de miocardio y de territorio esplác·nico) y trauma. Por otra parte, se ha usa­do la cuantificación de este estrés en teji­dos específicos expuestos a algunosagentes que inducen citotoxicidad en losmismos. Tal es el caso de usar QL paradetectar el efecto de amino-ácidos excita­torios en muestras de tejido cerebral.Kucuk.kaya usó QL para estudiar el efec­to protector de antagonista de aminoáci­dos excitatorios en los cambios oxidati­vos en un modelo de epilepsia focal enratas (23). Boveris et al. demostraron QLespontánea en el cerebro e hígado de ra­tas luego de ser expuestas a etanol, estosugiere la generación de radicales libresampliando el conocimiento sobre los me­canismos tóxicos de este alcohol (2). Porsu parte, Promislov et al. demostraroncorrelación entre el nivel de QL y la pe­roxidación lipídica en un modelo animalde trauma craneocerebral (39). Yoshidaet al. demostraron que las especies reac­tivas de oxígeno liberadas a nivel de lamucosa gástrica durante lesión térmicaprobablemente se relacionan con la gene­ración de lesiones mucosas agudas (54).Werscher determinó la existencia de radi­cales libres por QL en tejido pancreáticode ratas expuesto a nicotina demostrandoel estrés oxidativo que esta sustancia in­duce sobre el páncreas (51). Hasta quepunto tiene esto relación con la reconoci­da susceptibilidad de fumadores a desa­rrollar cáncer de páncreas queda por de­mostrar. Estudiando el efecto de algunassubstancias sobre este estrés oxidativo,Weiss et ajo demostraron que las drogassimpaticomiméticas (epinefrina, norepi­nephrine, dopamina y dobutamina) y losinhibidores de fosfodiesterasa (amtinoney enoximone) inhiben la producción de

radicales libres inducida (50). Palacios etal. demostraron que la vitamina A inhibela QL y la peroxidación en tejido hepáti­co de animales de experimentación (36).Evelson el al., evaluaron el estrés oxida­tivo de la piel de ratones expuesta a ra­diación UV, demostraron que la QL in vi­vo impresiona ser un método útil para vi­gilar la cinética del estrés oxidativo y pa­ra probar el efecto de substancias tópicasantioxidantes y fotoprotectoras (10).

Bacteriología. La gran mayoría de mé­todos utilizados en la detección de pobla­ciones bacterianas requiere de un tiempoprolongado. Esto es frecuentemente ina­propiado debido a que del diagnóstico delaboratorio depende el inicio de antibi6ti­coterapia. La QL se ha utilizado con éxi­to para la detección de bacterias en dife­rentes fluidos corporales. Por ejemplo,Ewald el al. utilizaron QL para el estudiode la fisiopatología de la infección porYersinia enterocolítica (11). Fortier apli­caron el uso de QL para el diagnósticoserológico de toxoplasmosis. Se demos­tró que el método cuantitativo para medirIgG y cualitativo para medir IgM era re­producible y sensible, confirmando laposible aplicación en el diagnóstico detoxoplasmosis congénita (13). De mane­ra similar Pate et al., usaron QL paraidentificar anticuerpos contra antígenosderivados del Criptosporidium (38).Además, Musiani usó el método para ladeterminación de Papiloma virus (34).Mayo et al. usaron QL para demostrarcomo la producción de amonio por partedel Helicobacter pylori induce depresiónde la función leucocitos polimorfonu­cleares in vivo (29). Además se ha usadola QL para identificación de cepas bacte­rianas específicas con determinada sus­ceptibilidad a antibióticos. Youmans usóQL para identificar rápidamente median­te sondas de DNA cepas de Staphylococ­cus aureaus resistentes a oxacilina (55).En el campo de la virología, Erhardt et al.demostraron como el método de QL fuecasi tan sensible como la reacción de ca­dena de polimerasa (PCR) y aproximada­mente 5 veces más sensible que el méto­do calorimétrico en el diagnóstico de vi­rus de hepatitis B (9). Omopia et al. de­mostraron que la prueba con QL posee

una sensibilidad de 100% y una especifi­cidad de 99.9% comparada con el inmu­noensayo enzimático y puede ser una al­ternativa del mismo para la detección deanticuerpos contra virus de hepatitis e(25). La utilidad del método no se limitaal uso clínico, sino que se ha aplicado enotras áreas de importancia en salud públi­ca y tecnología de alimentos. Por ejem­plo, basándose en el hecho de que camefresca, leche o agua potable debe carecerde orgmüsmos vivos (por ejemplo debacterias que produzcan adenosintrifos­fato (ATP), cualquier lectura de QL posi­tiva por ATP es signo indirecto de conta­minación bacteriana. De manera similarse ha aplicado la QL para la detección debacterias vivas (también fuente de ATP)en productos farmaceúticos, cosméticosy otros alimentos.

Detección de otras sustancias. Identifi­car algunas sustancias, ya sea a ni vel sé­rico, otros fluidos corporales o gases ex­halados es importante para el diagnósticode enfermedades o incluso dosificaciónmedicamentosa. También en este campola QL ha sido utilizada. Lindberg et al.usaron el análisis por quimilominiscenciapara detección y cuantificación de óxidonítrico en el circuito de ventiladores me­cánicos (25). Debe recordarse que laventilación con este gas ha sido utilizadocomo un adyuvante para disminuir la hi­pertensión vascular pulmonar en pacien­tes con síndrome de estrés respiratorio deneonato y del adulto O con cardipatíascongénitas. Se espera este método qui­milumimétrico permita una mejor admi­nistración del gas, sin defectos de dosifi­cación y sin riesgo de fugas peligrosaspara el personal clínico a cargo del pa­ciente (5).

Otras aplicaciones clínicas: La QL po­see la utilidad de demostrar como anti­cuerpos contra D pueden sensibilizar loseritrocitos para ser reconocidos por mo­nocitos. Esto puede predecir con másprecisión el pronóstico clínico de la en­fermedad específica del recién nacido(15). Burt demostró mediante QL comoformas de carbonato de calcio pueden serpotentes activadores de neutrófilos y portanto participantes en el desarrollo de co-

lecistitis asociada a litiasis biliar (3).Scbrod corroboró que la aplicación de al­tas dosis de factor surfactante a infantesprematuros puede afectar la función anti­bacteriana de los fagocitos pulmonares aldemostrarse la depresión en su quimilu­menescencia (43). De Lamirande tam­bién evaluó el uso de QL para demostrarla producción de superóxido por parte deespermatozoides humanos como partedel proceso de capacitación de los mis­mos. (7). La potencial utilidad en valora­ción de esterilidad queda por investigar­se. Merridew et al. comprobaron que laQL es un método preciso para confirmarel diagnóstico de enfermedad celiaca enpacientes con biopsia positiva y ademáses útil para monitorizar el proceso de laenfermedad (31). Rathkrishanan et al.observó un aumento de la producción deradicales libres, médico por QL, en con­drocitos lo cual podría explicar parte delos procesos de degradación de la matrizdel cartílago (40). Lerisalo-Repo, de­mostró que pacientes con artritis reactivasevera poseen una mayor reacción en ellíquido sinovial (24). Wahi et al. deter­minaron que la generación de radicalesde oxígeno ocurre de manera tempranadurante la isquemia del miocardio, y de­cae en 72 horas convirtiendo a la QL co­mo un método alternativo de detecciónisquemia miocárdica (49). Fisher de­mostró que un tipo de 21 -aminoesteroi­de inhibe la producción de peróxido dehidrógeno por parte de los monocitos enpacientes con Esclerosis múltiple lo cualpodna ser útil para el tratamiento de exa­cerbaciones de esta enfermedad (12).Davis investigó la hipótesis sobre el pa­pel de los radicales libres de oxígeno enla fisiopatología de la úlcera duodenaldemostraron que la infección antral porHeliocbacter se asocia con una QL au­mentada, no así fumado, alcohol y uso deantiinfiamatorios no esteroideos (AI­NES) (6).

Conclusiones y nuevas perspectivas:Se han expuesto estudios que muestranlos diferentes campos en los que se pue­de aplicar, en el contexto clínico, la téc­nica de QL. Se ha visto como el métodoes confiable, rápida y sobre todo máscosto-eficiente que otras técnicas fre-

cuentemente utilizadas en diagnósticoquímico-clínico. Es probable que en unfuturo la QL sustituya en muchos camposa las complejas técnicas de inmunoensa­yo. Además, es predecible que cada vezmás se incrementará su uso clínico, in­cluso aplicado al lado del paciente. Estoespecialmente en pacientes que sufren depadecimientos, principalmente agudos,en los que la medición del estrés oxidati­va es indispensable para tomar decisio­nes terapéuticas apropiadas.

La quimioluminscencia (QL) es un fenó­meno fisioquímico cuantificable y degran potencial en el campo clínico. Sehan demostrado aplicaciones en genéri­ca, inmunología, endocrinología e inclu­so infectología. Se exponen en este artí­culo los principios de la técnica, la instru­mentación necesaria y la evidencia queapoya su uso en las más diversas situa­ciones de carácter clínico y práctico. Elmétodo ha demostrado ser tan sensiblecomo otros disponibles y sobre todo másbarato y fácil de realizar. Inmunoensayosbasados en QL y la medición de la activi­dad fagocítica de los leucocitos se inclu­yen actualmente dentro de los exámenesclínicos de rutina. El índice de oxidaciónde radicales libres y actividad antioxi­dante del plasma sanguíneo, urea y otrosfluídos biológicos puede medirse con losquimiolurninómetros modernos.

~FIA

1. Barret JM; Salles B; Provot C; HilI BT Evalua­tian ofDNA repaJr inhibition by antitumor or anti­biotic drugs using a chemiluminescence microplateassay. Carcinogenesis 1997; 18: 2441-5

2, Boveris A; Llesuy S; Azzalis LA; Giavarotti L;Simon KA; Junqueira VB; Porta EA; Videla LA;Lissi EA In situ rat brain and liver spontaneous che­milummescense after acute ethanol intake. ToxicolLett 1997; 93;23-8.

3. Burt HM; Jackson JK; Tay10r DR; Crowther RS.Activation of human oetrophils by calcium carbo­nate polymorphs. Dig Dis Sci 1997; 42: 1283-9

4. Carulli G; Barsotti G; Cuspisti A; Minnucci S;Gianfaldoni ML; Agostini B; Ambrogi F. Platelet­neutrophil interactions in uremic patieots: effects00 neutrophil superoxide anion productioo aod che­miluminescense. Nephron 1995; 69: 248-52.

5. Channick RN, Newhart JW; Hohnson FW; Mo­ser KM. Inhaled nitric oxide reverscs hypoxic pul­monary vasoconstriction in dogs. A practicaJ nilricoxide delivery and monotoring system. Chest 1994;105; 1842-7.

6. Davies GR; Simmonds NJ; Stevens TR; Grandi­son A; Blake DR; Rampton OS Mucosal reactiveoxygen metabolite pI"oduction in duodenal uleer di­sease. Gut 1993; 33: 1467-72.

7. De Lamirandc E; Gagnon C. Capacitation-asso­ciated production of supcroxide anion by humanspennatozoa. Free Radie Biol Med 1995; 18:487­95

8. De leon DD; Asmerom y Quantification of iosu­lin-like growth factor I (IGF-I) without interferenceby IGF binding proteins. Endocrinology 1997;138; 2199-202

9. Erhardt A; Schacfer S; Athanassiou N; Kann M;Gerlich WH. Quantitative assay of PCR-ampJifiedhepatitis B DNA usiog a peroxidase-1abelled DNAprobe and enhanced chemiluminescensc. J. ClinMicrobiol 1996; 34: 1985-91.

10. Evelson P; Ordonez CP; Llesuy S; Boveris A.Oxidative stress and in vivo hemiluminescence inmouse skin exposed to UVA radiation. J. Photo­ehem PhotobjoJ B 1997, 38: 215-9.

JI. Ewald J., Heesemann J., Rudiger H. Autenriethi. lnteraction of polymorphonuc1ear 1eokocyteswith Yersinia entorocolitica: Role of the YersiniaVirulence Plasmid and Moldulation by the lron­Chelator Desfenioxamine BJ. Iofeet Dis 1994,170: 140-150.

12. Fisher M; Levine PH; Doyle EM; Arpano MM;Bergeron DA; Cohen RA; Hoogasian JJ.A 21-anU­nosteroid inhibits stimulated monocyte hydrogeoperoxide and chemiluminescence measurementsfrom MS patients and controls. Neurology 1991;4Lp297-9.

13. Fortier B; Dao A; Coignard-Chatain C; BiavaME Application from chemiluminescence to sefO­logical diagnosis of human toxoplasmosis. Pathol;20; 48-50.

14. Guidon PT Jr; Peter R; Kuma E. Measurementoí human growth hormone using a chemilumines­cence assay and a "glow" luminometer. Biotechni­gues 1996; 20: 48-50.

15. Hadley AG; Wilkes A; Goodrick J; Penman O;Soothill P.; Lucas G. The ability of (he chemilullü­nescence test to predict c1inical outeome and !he ne­cessity or amniocenteses in pregnancies at risk ofhaemolytic disease of the newbom. Br J. ObstetGynaecol1998; 105:231-4

16. Haugen SE; Wiik P. Glucocorticoid and ACfHregulation of rat peritoneal phagocity chemilumi­nescence and nimc oxide production in culture.Acta Physiol Scand 1997; 161:93-101

17. Hodges KA; Kosciol CM; Rezuke WN; Aber­nathy EC; Pastuszak WT; Tsongalis GJ. Chemilu­minescent detecúon of gene rearrangements in he­m.atologic maJjgmmcy. Ann CJin Lab Scj 1996;26;114-8

18. Hoeben D; Dosogne H; Heyneman R; Burve­nich C Effect of antibiotics on rhe phagocytotic andrespiratory burst activity of bovine granulocytes.EUT J. Pharmaco1 1996; 332:289-97

19. Kaczur V; Vereb G; Monar I; Krajczar G; KissE; Farid NR; Balazs C Effect of anti-thyroid pero­xidase (TPO) antibodies on TIP activity measuredby chemiluminescence assay. Clin Chem 1997;43;1392-6

20. Kim JK; Adam A; Loo JC; Ong HA chemilumi­nescence enzyme immunoassay (CLEIA) for thedetennination of medroxyprogesterone acctate inhuman serum. J. Pharm Biomed Anal 1995;13;885-91

21. Kopprasch S; Graessler J; KohI M; BergmannS; $chroder HE Comparrison of circulatin phago­city oxidative activity measured by chemilumines­cence in whole bood and isolated palymorphonu­c1ear 1eukocytes Clin Chim Acta 1996;253: 145-57

22. Kubo S; Matsumoto T; Sakumoto M; MochidaO; Abe Y; Kumazawa J. Effect of urine componenton 1eukocyte chemiJumineseenee re.~ponsc. RenFail 1993; 20:75-84.

23. Kuccukkaya B; Aker R; Yuksel M; Onat F; Yal­cin AS Low dose MK-801 protects Low dose MK­801 protects against iron-induced oxidative chan­ges in a rat model of focal epilepsy. Brain Res 1998Mar 30; 788 (1-2): 133-6

24. Leirislao -Repo M; Lauhio A; Repo H. Chemo­taxis and chcmiluminescence responses of synovialfluid polymorphonuclear leucocytes during acutereactive arthritis. An Rheum Dis 1990; 49:615-9

25. Lindberg L, Rydgren G, Larsson A, 01sson S.Nordstrom L. A delivery for inhalation of nitricoxide evaluated woth chemilmninescence, electro­chemical fuel ceIls, and capnography. Crít CareMed 1997; 25;190-196

26. Luppa P; Hauck S; Schwab 1; Birkmaycr C;Hauptmann 6 alpha-biotinylated estrone: novel tra­cer in competitive hemiluminescence inununoassayof estrone in serum. Clin Chem 1995; 41:564-70.

27. Luppa P; Bruckner C; Schwab 1; Hauck S; Sch­midmayr S; Birkmaycr C; Paulus B; Hauptmann H7 alpha-Biotinylated testosterone derivative~ as tra­cers foc a eompetitive chemilumineseence immu­noassay of testosterone in serum. Clin Chem 1997;43;2345-52

28. Matsunaga T; Kawasaki M; Yu X; TsujinlUra N;Nakamura N. Chemiluminescence cnzyme immu­noassay using bacterial magnetic particles. AnalChem 1996 Oc!; 68; 3551-4

29. Mayo K; Held M; Wadstrom t; Megraud F. He-

PADIUA, PUTVlN51O: QUIMIOlUMNS

licobacter pyIori-human polymorphonuclear leu­cocyte interaction in the presence of anunonia, Eur1. Gastroenterol Hepatol 1997; 9:457-61

30. McCaffelty AC; Cree lA; McMurdo ME. Theinfluence of age and sex on phagocyte chemilum­niscence. J Biolumin Chemilumin 1995; 10:41-8

31. Merridew SR; Wilson OV; Williams EJ. Anti­gliadin antibody measurement by chemilumines­cence ELISA in the diagnosis of coaliac disease. J.CHn Palho11995, 48, 509-12

32. Moxness M. Klee G. An Automated Chemilu­minescent Assay for Antibodics Against ThyroidPeroxidase (Abstrael). Am J. Clin Pathol 1996:106-139

33. Musiani M; Pasini P; Zerbini M; Roda A; Gen­tHomi G; Gallinella G; Vcnturoli $; Manaresi E.Chemiluminescence: a sensitivc detection systemin in sity bybridization. Histol Histopathol. 1993;13,243-8

34. Musiani M; Zerbini M; Vcnturoli S; GentilomiG; GalHnella G; Manaresi E; La Placa M; D' Antuo­no A; Roda A; Pa..ini P. Sensitive chemilumines­ceoce in SilO hybridization for the detection of hu­man papillomavims genomes in biopsy specimens.J. Histochem Cytochem 1997: 45:729-35

35. Ornapía GL; Karamoto K. Detection of anti-he­patitis e virus using chemiluminescence. J. ViralHepat 1995; 2:215-9

36. Palacios A; Piergiacomi VA; Catala A. VitaminA supplementation inhibits chemiluminescenccand Iipid peroxidation in isoJate rat liver mícroso­mes and mitochondria. Mol Cell Biochem 1996;154,77-82.

37. Parkesak A; Diedrich JP; Schafer C; Bode CAlow concemration fo ethanol reduces the chemilu­minescenee of human granulocYles and moncytesbut nol the lumor necrosis factor alpha producllonby moncytes after endoloxin stimulation. 10fecl Im­mun. 1998; 66:2809-13

38. Patel S; McLauchlio 1; Casemore DP. A simpleSDS-PAGE immunoblotting technique using an eo­hanced chemiluminescence detection system toidentify polyclonal antibody respances lo complexcryptosporidial antigen preparatioos followin a mo­nocional antibody retesl and ¡mage overlay techni­que 1. Immanol Methods 1997; 205:157-61

39. Promyslov MSh; Demchuk ML; Poriadina LV;Voronov VG Chemiluminescent study of free radi­callipid peroxidation io the rabbít brain after em­nio-cerebral trauma. Vopr Med Khim 1997; 43:208­11

40. Rathakrishanan C; Tiku ML. Lucigenin-depen­dent chemiluminescence in anicular chondrocYles.Free Radic Biol Med 1993; 15:143-9

41. Riber U; Espersen F; Kharaz.mi A. Comparisonof adherent and non-adherent staphylococci in theinduction of polyrnorphonuclear leukocyte activa­tion in vitro. APMIS 1995 Juo: 103(6): 439-46.

42. Rodríguez J. Montañes R. Ordoñez LL. CunésM. González F. Evaluacioón de una nueva estrale­gia pam la delección de disfunción tirodea. Med.Chn 1990; 94:406-413

43. Schrod L; Homemann f; von Stockhausen HB.Chemilumíniscence activity of phagocytes fromtracheal aspirates of premature infants after swfac­tant therapy. Acta Paediatr 1996; 85:719-23

44. Thkaha.<;h¡ R. Edashige K; S<lto EF; Inoue M;Matsuno T; Ulsumi K. Luminol chemiluminescen­ce and activc oxygen generation by activated neu­trophils. Arch Biochem Biophys 1991; 285:325-30

45. Tsai K. Wang S, Chen T. Kong C. Chang F. LeeS. Lu F. Oxidative stress: an important phenome­nom with pathogenetie significance in the progres­sion of acute pancreatitis. Gut 1998; 42:850-855

46. TraykovT. Hadjimitova V; Goliysky P; RivarovS. Effect of phenolhiazines on aClivated macropha­ge-indueed lumino-dependen! chemiluminescence.Gen Physiol Biophys 1997; 16:3-14

47. Van.krieken L; De Hertogh R. Radid, automatedquanification of total human chorionic gonadotro­pin in semm by a chemiluminescent enzyme irnmu­nometric assay. Clio Chen 1995; 41:36-40

48. Warming K; Schmidt EB; Svaneborg N; MollerJM; LelVang HH; Grunnel N; Jersild C; Dyerberg 1The effecl of n-3 fatty acids on neutrophil chemilu­minescence. Scand J. Clin Lab lnvest 1995; 55:47­52

49. Wahi S. Kau! N; Ganguly NK; Vanna S; Shar­ma BK; Wahi PL. Neutrophil oxygen free radicalproduction proportionates witb the degree of myo­cardia! ischemia. Can J. Cardiol 1991; 7:229-33

50. Weiss M; Birkhahn A; Krone M; Scbneider EMDo etomidale and propofol innucnce oxygen radi­cal production of netrophils? lmmunopharmaco!lnununotoxicol 1996; 18: 291-307

51. Westcher G; Bragchi M; Bagchi O; Perdikis G;Hinder PR: Claser K; Hinder. Free radical produc­lÍon in nicotine trealed pancreatic tissue: Free RadicBiol Mcd 1995; 18:877-88

52. Wiuler RR; Lieberman MM; Puine DD; Muehl­bauer SL; Lima JE; Sachanandani DM; Pinney CAChemiuminescent and flow cytometric analysis ofgamma interferon preincubation on neonatal andadult rat polymorphonuclear leukocytes. CIioDiagn Lab TmmunoI1996; 3:527-32

53. Yoshida M; Kitahora T; Wakabayashi G; Tashi­ro H; Ono H; Otani Y; Shimazu M, Kubota T;¿umai K; Kitajirna M. Active oxygen species inrormation of acUle gastrie mucosal lesions inducedby thennal injury in ralS.Dig Oís Sci 1995; 40:1306-10

54. Youmans GR; Oavis TE; FuUer DO. Use ofchemiluminescent ONA probes in the rapid detec­tion of oxacillin resistance in cLinically insolaledSlrains of Slaphylococcus <lureus. Diagn MicrobilInfeet Dls 1993; 16:99-104