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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
 DE MÉXICO 
 
 FACULTAD DE CIENCIAS 
 
 
AUMENTO EN LA EXPRESIÓN DEL RECEPTOR DE 
HIDROCARBUROS DE ARILOS (AhR) INDUCIDO 
POR PARTÍCULAS AMBIENTALES EN LÍNEAS 
CELULARES DE PULMÓN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
T E S I S 
 
 
 QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
 BIÓLOGA 
 
 
 P R E S E N T A : 
 
HERMINIA ÁVILA VÁSQUEZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIRECTOR DE TESIS: 
DRA. ANGÉLICA MONTIEL DÁVALOS 
 
CIUDAD UNIVERSITARIA, CDMX, 2019 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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1. Datos del alumno 
Universidad Nacional Autónoma de México 
Facultad de Ciencias 
Biología 
310245564 
2. Datos del tutor 
Dra 
Angélica 
Montiel 
Dávalos 
3. Datos del sinodal 1 
Dr 
Luis Felipe 
Jiménez 
García 
4. Datos del sinodal 2 
Dr 
Francisco Jesús 
Arenas 
Huertero 
5. Datos del sinodal 3 
Dra 
Teresa Imelda 
Fortoul 
Vander Goes 
6. Datos del sinodal 4 
Dra 
Sandra Gissela 
Márquez 
Ramírez 
 
7. Datos del trabajo escrito 
Aumento en la expresión del Receptor de Hidrocarburos de Arilos (AhR) inducido 
por partículas ambientales en líneas celulares de pulmón. 
 
54 p 
2019 
 
 
 
Agradecimientos 
 
 
A mi familia por su apoyo incondicional, su confianza y su amor. A mi madre por 
las enseñanzas y valores que me inculco desde pequeña. 
A todas y cada una de las personas que me acompañaron y apoyaron en la 
realización de este proyecto, dentro y fuera del laboratorio, corrigiendo, 
preguntando, opinando, dándome ánimo, brindándome su cariño y amistad, 
gracias por ser parte de esta aventura. 
Un gran agradecimiento a la doctora Angélica Montiel por su confianza, apoyo y 
enseñanzas para la realización de este proyecto. 
A Montserrat y el doctor Francisco por enseñarme y apoyarme con la técnica de 
PCR, así como sus observaciones del trabajo. 
A mis otros sinodales: Dr. Luis Felipe Jiménez, Dra. Sandra Márquez y la Dra. 
Teresa Fortoul por sus observaciones y sugerencias sobre el presente trabajo. 
 
¡Muchas gracias! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Índice 
 
RESUMEN ......................................................................................................................................... 5 
1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 7 
1.1 Contaminación atmosférica .............................................................................................. 7 
1.2 Material Particulado ............................................................................................................ 7 
1.3 Metales pesados y el vanadio ........................................................................................ 10 
1.4 Nanopartículas ................................................................................................................... 12 
1.5 Las vías respiratorias en el ser humano ..................................................................... 15 
1.6 El receptor AhR: Biología y funciones......................................................................... 17 
2. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................ 21 
3. HIPÓTESIS ................................................................................................................................. 22 
4. OBJETIVOS ............................................................................................................................... 22 
4.1 General ................................................................................................................................. 22 
4.2 Particulares ......................................................................................................................... 22 
5. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................................... 22 
5.1 Material particulado y preparación ............................................................................... 22 
5.2 Cultivo celular ..................................................................................................................... 23 
5.3 Extracción del RNA total.................................................................................................. 24 
5.4 Síntesis del cDNA .............................................................................................................. 25 
5.5 Expresión relativa de AhR por RT-qPCR..................................................................... 25 
5.6 Cristal Violeta ..................................................................................................................... 26 
5.7 Análisis estadístico ........................................................................................................... 27 
6. RESULTADOS ........................................................................................................................... 27 
6.1 Efecto de las partículas en la expresión del AhR en las células A549 y BEAS-
2B .................................................................................................................................................. 27 
6.2 Efectos de las partículas en la viabilidad de las células A549 y BEAS-2B ........ 33 
7. DISCUSIÓN ................................................................................................................................ 37 
7.1 Expresión del gen AhR .................................................................................................... 37 
7.2 Efectos en la viabilidad celular ...................................................................................... 41 
8. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 43 
9. LITERATURA CITADA ............................................................................................................. 44 
5 
 
RESUMEN 
La contaminación atmosférica es un problema importante en la Ciudad de México 
(CDMX), el material particulado (PM) presente en la atmósfera es un material al 
que se esta expuesto diariamente, sin embargo, en los últimos años también se 
está agregando al ambiente partículas en escala nanométrica, tal es el caso de las 
nanopartículas de dióxido de titanio (NPs-TiO2), además de compuestos de 
Vanadio (V). El PM es considerado como carcinógeno para la salud humana, 
mientras que el TiO2 y el Pentóxido de Vanadio (V2O5) como posiblemente 
carcinógeno para humanos por la Agencia Internacional de Investigación en 
Cáncer (IARC), ya que tienen efectos adversos en la salud de las personas 
expuestas, principalmente en el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, 
respiratorias e incluso en el desarrollo del cáncer pulmonar. Siendo la vía del 
Receptor de Hidrocarburos de Arilo (AhR) importante en el desarrollo del cáncer 
pulmonar, en este trabajo se evaluó el efecto del PM2.5, PM10, un compuesto de V 
(V2O5) y NPs-TiO2 sobre la expresión del AhR y en la viabilidad de células de 
epitelio bronquial normal (BEAS-2B)y células tumorales de pulmón (A549). 
Las células se expusieron durante 24 horas (h) a concentraciones de 0,03, 1 y 5 
μg/cm2 de cada partícula, se usó al TNF-α como control positivo (10 ng/mL). Para 
evaluar la viabilidad se utilizó la técnica de cristal violeta y la expresión de AhR se 
realizó mediante RT-qPCR. 
Los resultados muestran que con las PM2.5, en las células BEAS-2B; a las 
concentraciones de 0.03 y 5 µg/cm2 se observó un incremento significativo en la 
expresión de AhR comparado con el control, mientras que a la concentración de 1 
µg/cm2 la expresión se observó similar al control (p<0.05). Por otra parte, en las 
células A549 solo hubo incrementos significativos a la concentración de 5 µg/cm2 
(p<0.05). Al comparar la expresión de AhR entre líneas celulares, hubo diferencias 
significativas en el TNF-α, en la concentración de 0.03 y 5 µg/cm2 (p<0.05). 
Con las PM10, en las células BEAS-2B se observó un incremento importante en 
todas las concentraciones usadas, en las células A549 el aumento en la expresión 
se observó a partir de la concentración de 1 µg/cm2 (p<0.05). 
6 
 
También se observaron diferencias significativas al comparar la expresión entre 
líneas celulares; en todas las concentraciones (p<0.05). 
Con el V2O5 solo hubo diferencias significativas a la concentración de 5 µg/cm2 en 
ambos grupos al compararlas con su respectivo control, al hacer las 
comparaciones entre líneas celulares se observó diferencias significativas en el 
TNF-α y la concentración de 5 µg/cm2 (p<0.05). 
Con las NPs-TiO2 se observó un aumento en la expresión a partir de la 
concentración de 1 µg/cm2 en las células BEAS-2B (p<0.05). En las células A549 
hubo aumentos en todas las concentraciones usadas respecto del control, el 
mayor efecto se observó a la concentración de 0.03 µg/cm2. Se observaron 
diferencias significativas entre las líneas celulares en las tres concentraciones 
(p<0.05). 
En este estudio se propone que las PM10, PM2.5, el V2O5 y las NPs-TiO2 usadas 
provocan cambios en la expresión del gen AhR en las células, pero mayormente 
en las células BEAS-2B que son más sensibles que las células tumorales. 
Los resultados con la técnica de cristal violeta, revelaron que no hubo muerte de 
las células; sin embargo, las concentraciones de partículas usadas en este trabajo 
fueron bajas y el tiempo de exposición de las células también fue muy corto para 
observar la muerte celular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
1.1 Contaminación atmosférica 
La contaminación atmosférica se define como la presencia de sustancias tóxicas 
en el aire, las cuales pueden ser químicas o biológicas, que al agregarse al aire 
pueden modificar sus características naturales. Los contaminantes atmosféricos 
también están implicados en inducir riesgos en la salud de las personas expuestas 
(Vallejo et al, 2003., Falcon-Rodriguez, 2012). Este tipo de contaminantes, pueden 
ser de origen natural (erupciones volcánicas, incendios naturales, material 
biológico, sales marinas, erosión y resuspensión del suelo) o antropogénicas 
(quema incompleta de combustibles fósiles, actividades industriales, agrícolas y de 
construcción) (Blanco-Jiménez et al, 2015). 
La contaminación atmosférica es uno de los problemas que afecta a muchas 
ciudades del mundo, entre ellas a la CDMX, que por su geografía y extensión 
territorial es favorecido en que exista un aumento de contaminantes en su 
territorio. Los principales contaminantes presentes en la CDMX son: Dióxido de 
azufre (SO2), óxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO2), óxidos de nitrógeno 
(NOx), monóxido de carbono (CO), compuestos volátiles (COV’s), hidrocarburos 
(HC), Ozono (O3) y partículas suspendidas totales (PST) (Fortoul et al, 2009., 
Falcon-Rodriguez, 2012., Blanco-Jiménez et al, 2015). Siendo los últimos los más 
importantes en las megaciudades y especialmente en la CDMX. Sin embargo, la 
contaminación atmosférica se mide evaluando la masa (µg/m3) y el tamaño 
aerodinámico de las partículas. 
1.2 Material Particulado 
El PM se clasifica en PST, partículas con diámetros menores a 10µm (PM10) los 
cuales conforman la fracción inhalable, y se divide en fracción gruesa (2.5 y 10 
μm), fina (diámetros menores a 2.5 μm o conocidas como PM2.5) y ultrafina 
(diámetros menores a 1 μm) (Figura 1), (Arciniégas-Suárez, 2012., Blanco-
Jiménez et al, 2015). 
8 
 
Actualmente en la CDMX, la Norma Oficial Mexicana (NOM) NOM-025-SSA-1-
2014, establece los límites de exposición al PM, para el PM10 establece como 
límite máximo de exposición 75 µg/cm3 en un periodo de 24 h y 40 µg/cm3 como 
promedio anual. Para las PM2.5 establece 45 µg/cm3 de exposición en 24 h y 12 
µg/cm3 como promedio anual. Sin embargo, las concentraciones en la CDMX 
frecuentemente exceden las recomendaciones de la norma, generando efectos en 
la salud de la población expuesta. En el 2017; las concentraciones para PM10 y 
PM2.5 fue de hasta 50.6 µg/m3 y 23.1 µg/m3 como promedio anual (INECC, 2017). 
Los altos niveles de estas partículas en la atmósfera de la CDMX han sido 
asociados con incrementos en la morbilidad y mortalidad de la población expuesta 
(Riojas et al, 2017). Este incremento se asocia principalmente por alteraciones 
cardiopulmonares y padecimientos crónicos como el asma y cáncer pulmonar, el 
cual es el tipo de cáncer que ocupa el primer lugar en incidencia y muerte a nivel 
mundial en el 2018, y primera causa de muerte en México (Falcón-Rodríguez et al, 
2016., GLOBOCAN, 2018). Un promedio de 23.1% de riesgo de cáncer de pulmón 
fue atribuible a las PM2.5 en China en el 2013, (Liao et al, 2017). Por otro lado, se 
ha visto que la exposición a largo plazo a las PM10 contribuye a elevar la 
incidencia de cáncer pulmonar en coreanos, la mayor asociación fue con 
carcinoma de células escamosas y de células pequeñas (Lamichhane et al, 2017). 
La relación del PM con el incremento en la mortalidad es más significativa cuando 
el diámetro aerodinámico de la partícula es menor, es por ello que las PM2.5 
causan más daños a la salud humana, porque pueden translocarse directamente a 
los alvéolos y depositarse en ellos (Miguel-Pérez et al, 2013). En un estudio 
realizado en el 2010 se le atribuyó el 7% de la mortalidad de cáncer de tráquea, 
bronquios y pulmones a las PM2.5 (Hamra et al, 2014). En la CDMX, los 
incrementos en la mortalidad asociado a PM10 es del 1.83% y a las PM2.5 1.48%, 
por cada aumento de 10 μg/m3 de cada partícula. Estos porcentajes son similares 
en otras ciudades del mundo (Riojas et al, 2017). 
 
9 
 
El PM está compuesto principalmente de una fracción orgánica (carbono orgánico 
y elemental) y una inorgánica (sulfatos, nitratos, amonio, minerales, componentes 
de origen biológico, metales, compuestos volátiles (COV), hidrocarburos 
aromáticos policíclicos (HAPs), entre otros.) (Figura 2), (Arciniégas-Suárez, 2012., 
Falcon-Rodriguez et al, 2016). Su composición siempre dependerá de su tamaño y 
origen. Al estar compuesto de sustancias tóxicas, se le atribuyen también la 
inducción de efectos tóxicos en las personas expuestas según estudios a nivel in 
vitro y en modelos in vivo (Meléndez-Gélvez et al, 2016., Haque y Pattanayak, 
2017). 
Los compuestos orgánicos presentes en el PM, tienen efectos mutagénicos y 
carcinogénicos (Miguel-Pérez et al, 2013). Recientemente, la IARC clasificó el PM 
del aire exterior como carcinógeno (Grupo 1). 
Otro componente del PM son los metales, estos producen alteraciones 
(inflamación y daño celular) en las vías respiratorias, que es el punto principal de 
entrada (Soriano-Agueda et al, 2016). 
 
Figura 1. Clasificación de las PMs de acuerdo a su tamaño aerodinámico. El material particulado 
se clasifica en partículas suspendidas totales (PST), partículas con diámetros menores a 10µm 
(PM10) los cuales conforman la fracción inhalable, y se divide en fracción gruesa (2.5 y 10 μm), fina 
(PM2.5)y ultrafina (UF); (<1 μm). (Tomada y modificada de Bautista-Ocampo, 2018). 
10 
 
 
Figura 2. Componentes del PM10 y PM2.5 de la CDMX. Caracterización química de PM10 y PM2.5 de 
la CDMX durante la campaña MILAGRO (2006), basado en Querol et al, 2008. (Tomada y 
modificada de Jazcilevich-Diamant et al, 2015) 
1.3 Metales pesados y el vanadio 
Los metales son contaminantes de la atmósfera y uno de los componentes más 
tóxicos del PM (Fortoul et al, 2009). El V es el metal que ha ganado importancia en 
las megaciudades, éste es un elemento distribuido ampliamente en la corteza 
terrestre, puede encontrarse naturalmente en minerales, los más comunes son la 
patronita, la vanadita y la carnotita. El V puro es un metal blanco brillante, blando y 
dúctil. Las fuentes atmosféricas del V incluyen el polvo, el rocío marino y las 
emisiones volcánicas, también se encuentra formando complejos metálicos en los 
petróleos crudos y materiales de origen fósil, se encuentra dentro de las PMs, en 
la atmósfera de la CDMX se han reportado valores de 0.114 μg/m3 en 
aeropartículas PM10 y 0.093 μg/m3 en las PM2.5 μm (Gutiérrez-Castillo et al, 2006., 
Falcon-Rodriguez, 2012). 
 
11 
 
El V tiene varios estados de oxidación, que van de -1 a +5, siendo el V2O5 (estado 
de oxidación +5) el más abundante y de mayor toxicidad. El V2O5 es el compuesto 
más común y comercial, es usado principalmente como catalizador para producir 
ácido sulfúrico, n-butano, furfural y benceno, en la producción de imanes 
superconductores y la producción de cerámicas. Actualmente es catalogado como 
posiblemente carcinógeno para humanos por la IARC, enlistado en la clasificación 
2B. El V2O5 es altamente tóxico, es por ello que la Administración de Salud y 
Seguridad Ocupacional (OSHA, por sus siglas en inglés), ha limitado la exposición 
de 0.05 mg/m3 de polvos de V2O5 y 0.1 mg/m3 de humo de V2O5 en lugares de 
trabajo de 8-40 h. (Rodríguez-Mercado y Altamirano-Lozano, 2006., Falcon-
Rodriguez, 2012). 
El V2O5 tiene varios efectos adversos a nivel biológico: estudios in vitro e in vivo 
(en células somáticas) comprueban que tiene el potencial de inducir aneuploidía, 
formación de micronúcleos (MN) y aberraciones cromosómicas, además de la 
inducción de estrés oxidativo generando especies reactivas de oxígeno (ROS) y 
radicales hidroxilos (OH) (Figura 3), (Assemand y Oskarsson, 2015., Soriano-
Agueda et al, 2016., Garcia-Rodríguez et al, 2016). 
En ratas y ratones se observó que el V2O5 induce una respuesta inflamatoria en el 
epitelio bronquiolar (Fortoul et al, 2014). 
 
12 
 
 
Figura 3. Efectos del V en la célula. El V(V) entra a la célula por el canal de fosfato y se reduce a 
V(IV). En el citoplasma de la célula se llevan a cabo varias reacciones enzimáticas que producen la 
generación de radicales libres, provocando estrés oxidativo en la célula. Además, el V(V) tiene el 
potencial de inducir aneuploidía, formación de micronúcleos (MN) y aberraciones cromosómicas en 
la célula. (Tomada y modificada de Arrambide-Brianthe, 2014). 
1.4 Nanopartículas 
Actualmente, también se están agregando al ambiente partículas a escala 
nanométrica, debido al desarrollo de la nanotecnología la cual hizo que 
incrementara el uso de estos materiales. Las nanopartículas (NPs) de óxidos 
metálicos, de carbón y de origen natural (polen y esporas) se consideran parte de 
la contaminación atmosférica, ya que se han visto en conglomerados dentro de las 
PM2.5, se propone que los mecanismos de toxicidad ambiental más importantes de 
las NPs son la bioacumulación y el transporte de ellas a través de las aguas 
continentales y oceánicas (Berube et al, 2011). 
Además, existen estudios sobre sus efectos adversos en la salud, entre los que se 
incluyen: estrés oxidante, procesos inflamatorios y daño celular (apoptosis y 
necrosis), (Manke et al, 2013., Dornhof et al, 2017). 
13 
 
 
Los efectos negativos inducidos por NPs en las personas expuestas, se deben a 
sus propiedades químicas y físicas como: tamaño, carga, forma, solubilidad y 
superficie química (Shi et al, 2013., Dashmana et al, 2014). Estas propiedades de 
las NPs, han proporcionado grandes avances en la industria alimentaria, 
farmacológica, cosmética, etc. Sin embargo, esto también ha ocasionado el interés 
de estudiar sus efectos tóxicos, y sobre todo de sustancias que por años tenía la 
característica de ser inerte, tal es el caso de las NPs-TiO2 (Gutiérrez-Antezana y 
Lizárraga- Hurtado, 2016). 
El TiO2 es considerado como el óxido más importante dentro de los contaminantes 
ambientales (Berube et al, 2011). Este compuesto químico, se encuentra presente 
en la naturaleza en tres isoformas diferentes (Figura 4) y éstas van a depender de 
su estructura cristalina: tetragonal (rutilo), octaédrico (anatasa) y ortorrómbico 
(brookita), siendo la anatasa y el rutilo las formas más estables y usadas 
ampliamente en la industria e investigación (Shi et al, 2013., Gutiérrez-Antezana y 
Lizárraga- Hurtado, 2016). 
Este material, es usado por las industrias, principalmente en la elaboración de 
pinturas y revestimientos de aparatos electrónicos, juguetes, automóviles, 
muebles, etc. en cosméticos, en productos farmacéuticos, filtros solares, como 
colorante de alimentos como los dulces, helados, quesos, también es usado en la 
biorremediación de suelos, agua y en sistemas de fotocatalizadores (Shi et al, 
2013., Gutiérrez-Antezana y Lizárraga- Hurtado, 2016). 
 
 
14 
 
Figura 4. Micrografias de los diferentes tipos de NPs-TiO2. (a) anatasa, (b) Brookita, (c) Rutilo. 
(Tomadas de Zarria-Romero et al, 2017., Moran-Rodriguez, 2011., Mendoza-Anaya et al, 2004) 
Al ser el TiO2 un material de gran uso, las personas más afectadas por su 
exposición son los trabajadores que se encargan de manipular, elaborar y 
transportar los productos de consumo humano. Actualmente, el TiO2 está 
catalogado por la IARC como posible carcinógeno para el humano, clasificación 
2B (Shi et al, 2013., Gutiérrez-Antezana y Lizárraga- Hurtado, 2016). 
Además de estar catalogada por la IARC, varias instituciones como el Instituto 
Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional Americano (NIOSH), la 
Administración de Seguridad y Salud Ocupaciona (OSHA) y la Conferencia 
Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH), están 
implementando medidas para reducir los efectos negativos en la salud de las 
personas expuestas a este tipo de material y principalmente en su escala 
nanométrica. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Humana señala que la 
exposición laboral a las NPs-TiO2 por inhalación o por contacto dérmico, debe ser 
a concentraciones por debajo de 1.5 mg/m³ para TiO2 (>100nm) y de 0.1mg/m³ 
para el ultrafino (<100nm), con una exposición media de 10 h al día en 40 h de 
trabajo semanales, y el promedio de ingesta del TiO2 es de 1-2 mg/kg de masa 
corporal al día para niños menores de 10 años y aproximadamente 0.2-0.7 mg/kg 
de masa corporal al día en adultos (Shi et al, 2013). 
15 
 
Estudios recientes in vitro indican que las NPS-TiO2 inducen la producción de 
moléculas proinflamatorias, especies reactivas del oxígeno (ROS) en células 
endoteliales y epitelio alveolar, así como la activación de células endoteliales 
(Ramos-Godínez et al, 2013., Sung et al, 2013). También se ha documentado la 
presencia de NPs-TiO2 en varios órganos, tales como: el hígado, bazo, riñones y 
pulmones de ratones que inhalaron estas NPs. Estos hallazgos indican que las 
NPs son capaces de traspasar la barrera endotelial (Weir et al, 2012). En modelos 
animales, las NPs-TiO2 pueden llegar a formar tumores si la exposición es por 
inhalación o instilación intratraqueal (Shi et al, 2013). 
Las vías de entrada del PM, el V2O5 y las NPs-TiO2 al organismo son 
principalmente: por el tracto gastrointestinal, el sistema respiratorio y en el caso de 
las NPs-TiO2 también por la piel (Shi et al, 2013). El porcentajeabsorbido es 
transportado por el torrente sanguíneo a varios tejidos y órganos del cuerpo, como 
el hígado, riñón, bazo y pulmón, en donde puede llegar a depositarse según 
estudios in vivo (Weir et al, 2012). Por otro lado, Zhen y colaboradores 
encontraron el depósito de NPs-TiO2 en bronquios, bronquiolos y alvéolos en 
trabajadores de una planta de producción de TiO2 (Zhen et al, 2012). 
1.5 Las vías respiratorias en el ser humano 
Una de las principales vías de acceso de las partículas es a través del sistema 
respiratorio, el cual se divide en vías respiratorias altas (nariz, las fosas nasales, 
nasofaringe y laringe) y vías respiratorias bajas (la tráquea, los bronquios, 
bronquiolos distales, terminales, respiratorios y alvéolos) (Figura 5). Las partículas 
se depositan fácilmente en las bifurcaciones y ramificaciones del árbol bronquial, 
donde pueden penetrar o ser absorbidos por la mucosa generando daño local, 
aumentando la permeabilidad celular, produciendo ROS y liberando citocinas. 
(Falcón-Rodríguez et al, 2016., Garcia-Rodríguez et al, 2016., Soriano-Agueda et 
al, 2016). 
 
16 
 
 
Figura 5. Retención de las partículas en las vias respiratorias de acuerdo a su tamaño. Las 
partículas grandes se quedan en las vías altas, las de tamaño igual o menor a 10 micras entran a 
las vías bajas del sistema respiratorio, las PM2.5 pueden llegar a los alvéolos y las partículas de 
escape de diesel (DEP), asi como las ultrafinas y NPs pueden translocar a órganos distantes. 
(Tomado y modificado de Nemmar et al, 2013). 
Se ha descrito que el material particulado al tener contacto con las vías 
respiratorias, puede desencadenar alteraciones celulares y respiratorias, 
provocando un riesgo para desarrollar cáncer de pulmón, aunque los mecanismos 
para la inducción de la carcinogénesis no están bien descritos, existen reportes de 
que la producción de ROS, las respuestas inflamatorias y las alteraciones en las 
vías genómicas, son eventos importantes para el desarrollo del cáncer. (Shi et al, 
2013., Falcón-Rodríguez et al, 2016., García-Rodríguez et al, 2016). Se han 
descrito varios mecanismos para la inducción del cáncer, entre ellos se encuentra 
la vía del receptor AhR. 
17 
 
 
1.6 El receptor AhR: Biología y funciones 
Una de las vías relacionadas con el cáncer de pulmón es la del Receptor de 
Hidrocarburos de arilo (AhR). Se ha observado que el AhR está altamente 
expresado en pacientes con cáncer de pulmón y que varios agonistas de este 
receptor inducen el crecimiento de células de cáncer a través de la activación de 
múltiples vías de señalización (Safe et al, 2013). 
El AhR es un factor de transcripción que pertenece a la familia de los factores de 
transcripción con dominio bHLH-PAS (basic-helix-loop-hélix-PER-ARNT-SIM), en 
mamíferos presenta tres dominios funcionales; el dominio bHLH el cual tiene la 
función de interaccionar con el ADN, el segundo dominio son dos repetidos de los 
dominios PAS: el PAS A y PAS B, el primero está relacionado con la dimerización, 
mientras que el PAS B funciona como un dominio de señalización. El tercer 
dominio, rico en Glutamina (Q) es necesario para la transactivación y se localiza 
en el extremo carboxilo terminal (Vásquez-Gómez et al, 2016). Los ligandos de 
este receptor pueden ser de origen natural, como los Hidrocarburos Aromáticos 
Policíclicos (HAPs) y metabolitos secundarios de plantas o sintéticos como los 
Hidrocarburos Aromáticos Halogenados (HAH) y el compuesto orgánico 2,3,7,8-
tetraclorodibenzo-p-dioxina (TCDD) (Falcón-Rodríguez et al, 2016., Vásquez-
Gómez et al, 2016). 
AhR normalmente se encuentra inactivo en el citoplasma de la célula formando un 
complejo con las proteínas de choque térmico Hsp90, p23, XAP2 y c-src; las 
cuales le dan estabilidad. Una vez que AhR se une con su ligando, expone su 
señal de localización nuclear (NLS) y es reconocido por las importinas α y β, que 
actúan como transportadores solubles y hacen que el receptor pase por el poro 
nuclear. 
 
18 
 
Dentro del núcleo, el AhR dimeriza con la proteína ARNT, este heterodímero se 
une a la secuencia concenso (GCGTGA) conocida como XRE para reclutar 
coactivadores y remodeladores de la cromatina y así favorecer la transcripción de 
sus genes blanco; como las enzimas de fase I (CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1) y 
fase II (GST, UDP Y UGT) para el metabolismo de xenobióticos (Figura 6) 
(Beischlag et al, 2008). 
El AhR actúa como un mediador ya que estas enzimas lo que hacen es 
metabolizar los HAPs en intermediarios que pueden interactuar con el DNA, 
formar aductos e iniciar un proceso carcinogénico o bien, metabolizar compuestos 
xenobióticos para que puedan ser metabolizados y eliminados por la célula 
(Mulero-Navarro y Fernandez-Salguero, 2016., Vásquez-Gómez et al, 2016). 
Después de la activación transcripcional, AhR se separa de ARNT, su Secuencia 
de Exportación Nuclear (NES) es reconocida por la exportina 1 (XPO1) y es 
exportado al citosol donde es ubiquitinado y degradado vía proteosoma (Vásquez-
Gómez et al, 2016). 
Además de dimerizar con ARNT, puede hacerlo con otras proteínas como Rb y 
otras de la familia de NF-kB, iniciando así la transcripción de otros genes que 
participan en otros procesos celulares como la proliferación y adhesión celular, 
apoptosis, ciclo celular, promoción de tumores, reproducción y respuesta inmune 
(Mulero-Navarro y Fernandez-Salguero, 2016., Vásquez-Gómez et al, 2016). 
 
 
19 
 
 
Figura 6. Vía de señalización de AhR. La proteína se encuentra inactiva en el citoplasma, 
formando un complejo con Hsp90, XAP2, c-src y p23, las cuales le dan estabilidad. Después de su 
unión al ligando, el complejo transloca al núcleo y forma un heterodímero con la proteína ARNT, 
éste heterodímero se une a la secuencia XRE (GCGTGA) de sus genes blanco para activar la 
transcripción. Las proteínas del metabolismo de xenobióticos como CYP1A1 metabolizan a HAPs 
(como el bénzo(a)pireno) en intermediarios para que puedan interactuar con el DNA formando 
aductos. (Composición propia). 
El AhR se encuentra en la mayoría de los tipos celulares durante la ontogenia, 
desde el estadio de blastocisto, hasta la edad adulta. Está implicado en la 
regulación de varios procesos fisiológicos como: el desarrollo embrionario, 
neurogenesis, metabolismo y respuesta a hipoxia (Tsay et al, 2013., Vásquez-
Gómez et al, 2016). Sin embargo, en un estado patológico AhR participa en 
procesos inflamatorios, angiogénesis, en la formación de aductos en el DNA, en la 
proliferación y pérdida de adhesión celular (Tsay et al, 2013., Mulero-Navarro y 
Fernandez-Salguero, 2016). 
20 
 
El AhR se encuentra expresado en todos los tejidos, pero su expresión es mayor 
en hígado, tejido adiposo y células epiteliales bronquiales. Su alta expresión en 
estas células tiene consecuencias fisiológicas en el pulmón; a través de sus 
efectos en la proliferación, diferenciación celular, en las interacciones celulares, 
expresión de citocinas y producciòn de mucinas, y en el metabolismo de 
xenobióticos (Vásquez-Gómez et al, 2016). 
Este receptor juega un papel importante en enfermedades respiratorias como el 
EPOC y asma, estudios recientes sugieren que también participa de manera 
importante en el desarrollo de cáncer pulmonar (Tsay et al, 2013). Esto se explica 
porque tiene efectos sobre la actividad del citocromo P450, el cual es un mediador 
importante para el inicio del cáncer pulmonar inducido por el humo de cigarrillo. 
Estudios realizados en tejidos de pulmón humano de fumadores (15.5 pmol/mg de 
proteínas microsomales) y ex fumadores (19.0 pmol/mg) en comparación con los 
no fumadores (6.0 pmol/mg) (Thum et al, 2006) han mostrado altos niveles de 
expresión de CYP1A1, la expresión de CYP1B1 es similar al de CYP1A1 (Kim et 
al, 2004). Por otra parte, se ha observado una mayor expresión de RNAm y 
proteína de AhR en tejido y células de adenocarcinomaen comparación con 
tejidos pulmonares normales (Tsay et al, 2013). 
Otro mecanismo propuesto para el efecto de AhR en la carcinogénesis pulmonar 
es mediado por la formación de aductos en el DNA. La alta actividad del CYP1A1 
genera radicales libres los cuales son compuestos químicos altamente reactivos 
que pueden dañar el DNA de las células, y por lo tanto estar en riesgo al 
desarrollo de cáncer. Un estudio sugirió que la activación del AhR y la inducción 
de CYP1A1 son necesarias para la formación de aductos de DNA inducido por 
BaP y aumento de la actividad apoptótica en células de pulmón humano (Tsay et 
al, 2013). 
Se han realizado estudios de la relación de las partículas con la vía del AhR y los 
efectos que tienen en las células de pulmón. 
21 
 
En un estudio realizado por Miguel-Pérez y colaboradores usando la fracción 
orgánica soluble que contiene los HAPs de las PM2.5 provenientes de las 
estaciones de la Ciudad de México, observaron que se reduce la viabilidad de las 
células NL-20 y se induce anormalidades celulares como multinucleación tras 24 h 
de exposición (Miguel-Pérez et al, 2013). Por otro lado, Salcido-Neyoy y 
colaboradores; observaron aumentos importantes en la expresión de las proteínas 
CYP1B1, IL-6, IL-8 y c-Jun implicados en la vía de AhR, así como la formación de 
aductos en el DNA cuando expusieron células A549 a PM10 de la Ciudad de 
México (Salcido-Neyoy et al, 2015). 
Otros estudios in silico muestran la interacción de las NPs-TiO2 con el receptor 
AhR, según Dhasmana y colaboradores estas nanopartículas tienen una alta 
afinidad por el receptor, incluso mayor que algunos HAPs (Dhasmana et al, 2014). 
Con base a los antecedentes anteriores, es importante estudiar la vía de AhR 
involucrada en el desarrollo de cáncer pulmonar al estar expuestos a la 
contaminación atmosférica. 
2. JUSTIFICACIÓN 
La contaminación atmosférica es un problema importante en la CDMX, siendo una 
de las ciudades con un índice alto de contaminación, el material particulado 
presente en la atmósfera es un material al que se está expuesto diariamente; sin 
embargo, en los últimos años también se está agregando al ambiente partículas 
en escala nanométrica, tal es el caso de las NPs-TiO2, además de compuestos de 
V. En el caso de las NPs-TiO2 la población de mayor riesgo son las personas que 
trabajan en la cadena de producción de este material. Es por ello que se han 
realizado estudios para ver los efectos negativos que están causando las 
partículas ambientales en las diferentes enfermedades cardiovasculares, 
respiratorias y en la inducción del cáncer pulmonar, para iniciar el conocimiento de 
los mecanismos moleculares que participan en la inducción y desarrollo de dichas 
patologías. Con base a los antecedentes anteriores, es importante estudiar la vía 
de AhR, ya que participa en el desarrollo del cáncer pulmonar. 
22 
 
Con este estudio se pretende contribuir al conocimiento básico sobre los efectos 
que tienen las partículas en la vía del receptor, en un modelo de cultivo de líneas 
celulares. 
3. HIPÓTESIS 
Si las células A549 y BEAS-2B se exponen a material particulado (PM2.5 y PM10), 
V2O5 y NPs-TiO2, entonces habrá un aumento en la expresión del AhR y la 
viabilidad se verá afectada. 
4. OBJETIVOS 
4.1 General 
Evaluar el efecto de la exposición a partículas atmosféricas en la expresión del 
gen del AhR y en la viabilidad de las células de pulmón (A549 y BEAS-2B). 
4.2 Particulares 
• Comparar la expresión del AhR en las líneas celulares de pulmón A549 y 
BEAS-2B. 
• Comparar la viabilidad de las células A549 y BEAS-2B. 
5. MATERIALES Y MÉTODOS 
5.1 Material particulado y preparación 
Las PM2.5 y PM10 usadas fueron donadas por el laboratorio de Toxicología 
Ambiental del INCan, y correspondieron a la zona centro de la CDMX, del mes de 
mayo del 2012. Las NPs-TiO2 con un tamaño de 50 nm de isoforma anatasa-rutilo 
se obtuvieron por compra a Sigma Aldrich (catálogo 1179051A) al igual que el 
V2O5 (catálogo 204854). 
Se pesó 1mg de cada material particulado, se colocaron en viales de vidrio, se 
esterilizaron a 121°C y 20 ATM durante 15 minutos (min) y se secaron a 70 °C 
durante 2 h. Para los tratamientos, las partículas fueron resuspendidas en 
amortiguador de fosfatos (PBS) 1X estéril. 
 
23 
 
5.2 Cultivo celular 
Las células A549 (células de adenocarcinoma alveolar) se sembraron 
directamente sobre la superficie de botellas de 75 cm2, el medio de cultivo usado 
fue el F-12K (Gibco 1677031) complementado con 10% Suero Fetal Bovino 
(SFB), 1μL/mL de fungizone y 100μL/mL de penicilina; las células se incubaron a 
37 °C con 5% de CO2. Las células usadas para los experimentos estaban dentro 
de los pases 3-30. Para el tratamiento con las partículas se utilizaron medios sin 
SFB. 
Las células BEAS-2B (células epiteliales bronquiales humanas) se sembraron 
también en botellas de 75 cm2, con medio DMEM/F-12K (Gibco 1718214) 
complementado con 10% SFB, 1μL/mL de fungizone y 100μL/mL de penicilina, se 
incubaron a 37 °C con 5% de CO2. 
Para sembrar las células de cada experimento, fue necesario hacer un conteo 
celular en la cámara de Nuebauer: se realizó una mezcla de 50 μL de la disolución 
celular más 450μL de azul tripano (Sigma Aldrich RNBC8200), posteriormente se 
tomó 10 μL y se colocó en la cámara de Nuebauer, se contaron las células vivas 
en los 4 cuadrantes, para la estimación del total de células se usó la siguiente 
fórmula: 
 
TC=D∗V∗C∗10000/4 
 
Donde: 
TC: total de células 
D: disolución 
V: volumen 
C: número de células contadas 
 
 
24 
 
5.3 Extracción del RNA total 
Se sembraron 2 000 000 de células en cada caja Petri de 56.7cm2, una vez 
adheridas las células se le dio tratamiento con las partículas, se usaron las 
concentraciones de 0.03, 1 y 5 μg/cm2, se usó TNF-α como control positivo, 10 
ng/mL. 
Las células fueron expuestas con las partículas por 24 h, transcurrido este tiempo 
se realizó la extracción del RNA. 
Se retiró el medio de las cajas, luego se lavaron dos veces con 5 mL de PBS 1X, 
después se le agregó 500 μL de Trizol (ambion 66219) a cada caja, el Trizol es 
una mezcla de fenol y tiocianato de guanidina que al ser inhibidor de RNasas 
mantiene íntegro el RNA al mismo tiempo que disuelve los componentes celulares. 
Con ayuda de un gendarme se recolectó el medio de lisado de Trizol y se colocó 
en un tubo eppendorff, se realizó lo mismo con todas las cajas, se agregó 100μL 
de cloroformo a todos los tubos para separar la fase acuosa de la orgánica, se 
agitó vigorosamente por 15 segundos (s) y se dejó incubar 3 min a temperatura 
ambiente, se centrifugó a 12000 rpm por 15 min a 4°C. 
Después se recolectó la fase acuosa y se transfirió a otro tubo eppendorff, se 
agregó 250 μL de Isopropanol para recuperar el RNA por precipitación, también se 
agregó 1μL de glucógeno, se agitó vigorosamente por 15 s y se dejó incubar a 
temperatura ambiente por 10 min, luego se centrifugó a 12 000 rpm por 10 min. 
Después, se decantó el isopropanol y se agregó 500 μL de etanol al 70% (diluido 
en agua DEPC), se centrifugó a 8000 rpm por 5 min, luego por medio de vacío se 
evaporó el etanol; por último, se le agregó 20 μL de agua DEPC. Las muestras se 
guardaron a -70 0C. 
La cuantificación del RNA se realizó en el NanoDrop one (Thermo Scientific), se 
obtuvo la concentración (ng/ μL) y pureza (A 260/280 y A 260/230). Las muestras 
fueron tratadas con DNAsa para eliminar los restos de DNA, se usó el kit DNAsa I 
(Thermo Scientific, en0521). Para verifiar la integridad del RNA se analizaron las 
muestras de RNA en geles de agarosa al 1.5%, a 80 voltios durante 45 min, al 
término el gel se observó en el transluminador. 
25 
 
5.4 Síntesis del cDNA 
Para la síntesis del cDNA se utilizaron 500 ng (3 µL) del RNA total para cada 
muestra, se utilizó el kit First Strand cDNA Synthesis (Oligo dt 1µL, agua 8 µL, 5x 
Buffer4 µL, 10mM dntp’s 2 µL, Ribolack 1 µL y RT 1µL por cada muestra) 
(Thermo Scientific, 1642) y un termociclador de punto final con las siguientes 
condiciones: 37°C por 60 min, 70 °C por 10 min y 22°C por 1 min. 
5.5 Expresión relativa de AhR por RT-qPCR 
La cuantificación en tiempo real se realizó usando a SYBR Green (Thermo 
Scientific, k0252) como fluorocromo principal y Rox (Thermo Scientific) como 
referencia. Se usó el kit Maxima SYBR Green qPCR Master Mix de Thermo 
Scientific de acuerdo a las instrucciones del fabricante. 
La mezcla de reacción para PCR contenía: 
REACTIVO VOLUMEN (µL) 
cDNA 2 
SYBR Green 10 
Primer forward 1 
Primer reverse 1 
Rox 0.04 
Agua 5.96 
Volumen total 20 
 
 La secuencia de los iniciadores utilizados para cada gen fue la siguiente: 
Gen Secuencia Pares de bases TM°C 
AhR Forward: GCCGGTGCAGAAAACAGTAA 
Reverse: TAAGTCGGTCTCTATGCCGC 
80 58 
β-actina Forward: AATGAGCTGCGTGTGGCTC 
Reverse: ATAGCACAGCCTGGATAGCA 
96 58 
 
26 
 
Las reacciones se realizaron en el termociclador Stratagene Mx3005 P Agilent, 
con las siguientes condiciones: 1 ciclo a 95°C por 10 min, 40 ciclos a 95°C por 
15 s; a la temperatura de fusión de cada cebador por 1 min, finalizando con 1 ciclo 
de 58°C 30 s y 95°C 30 s. 
El análisis de expresión relativa se llevó a cabo usando el modelo matemático 
2-∆∆Ct, usando β-actina como gen constitutivo (Vinueza-Burgos, 2009., Tamay de 
Dios et al, 2013). 
 
5.6 Cristal Violeta 
Se sembraron 15 000 células por pozo en placas de 96 pozos, una vez adheridas 
a día siguiente, se trataron con las partículas, con las siguientes concentraciones: 
0.03, 1 y 5 µg/cm2, se utilizó TNF- α (10ng/mL) como control positivo 1µL/mL. 
Las partículas se resuspendieron en PBS 1X estéril y se agregaron a cada pozo 
de acuerdo a la concentración, se agregó medio sin SFB y las células se dejaron 
en la incubadora a 37°C y 5% de CO2 por 24 h. 
Al pasar el tiempo de exposición, el medio fue retirado y se agregaron 50 µL de 
glutaraldehido al 1.1% a cada pozo, se dejó por 10 min a temperatura ambiente. El 
glutaraldehído fue retirado y los pozos se lavaron cuidadosamente con agua 
destilada evitando despegar las células, la placa se dejó secar a temperatura 
ambiente, una vez secos los pozos; se agregó 50 µL de cristal violeta al 0.1% a 
cada pozo y la placa se mantuvo en agitación durante 20 min. 
Después, los pozos fueron lavados con agua destilada hasta retirar 
completamente el colorante no incorporado, se dejó secar los pozos y 
posteriormente se agregó 100 µL de una solución de ácido acético al 10%, se 
mantuvo en agitación durante 20 min, por último, se determinó la absorbancia a 
570 nm. 
 
 
 
27 
 
5.7 Análisis estadístico 
Se emplearon los programas microsoft office excel 2015 y GraphPad Prism 6.0, se 
realizó ANOVA de una vía y el test de comparación múltiple de Bonferroni para la 
expresión relativa de AhR y la viabilidad celular. Se realizó ANOVA de dos vías 
para la comparación entre líneas celulares. El nivel de significancia fue de p< 0.05. 
6. RESULTADOS 
6.1 Efecto de las partículas en la expresión del AhR en las células A549 y 
BEAS-2B 
La expresión se determinó a partir de la técnica de RT-qPCR. Se observó un 
incremento significativo en la expresión de AhR con el control positivo TNF-α en 
ambas líneas celulares, con todos los tratamientos utilizados. En este caso, el 
TNF-α se uso como referencia; por que esta bien documentado que induce la 
expresión del receptor (Drozdzik et al, 2014). El control negativo fueron células 
solo con medio de cultivo y las comparaciones se realizaron respecto del control 
negativo de cada línea celular. 
Con las PM2.5, en las células BEAS-2B; a las concentraciones de 0.03 y 5 µg/cm2 
se observó un incremento significativo en la expresión del AhR comparado con el 
control, mientras que a la concentración de 1 µg/cm2 la expresión se observó 
similar al control (p<0.05). Por otra parte, en las células A549 solo hubo 
diferencias significativas a la concentración de 5 µg/cm2 (p<0.05). Al comparar la 
expresión de AhR entre líneas celulares, hubo diferencias significativas en el TNF-
α, en la concentración de 0.03 y de 5 µg/cm2 (p<0.05) (Figura 7A). 
Con las PM10, en las células BEAS-2B se observó un incremento importante en 
todas las concentraciones usadas comparadas con su control, mientras que en las 
células A549 el aumento significativo en la expresión del receptor se observó a 
partir de la concentración de 1 µg/cm2 (p<0.05). También se observaron 
diferencias significativas al comparar la expresión entre líneas celulares; en todas 
las concentraciones (p<0.05) (Figura 7B). 
28 
 
Con el V2O5 solo hubo diferencias significativas a la concentración de 5 µg/cm2 en 
ambos grupos al compararlas con su respectivo control, al hacer las 
comparaciones entre líneas celulares se observó diferencias significativas en el 
TNF-α y la concentración de 5 µg/cm2 (p<0.05) (Figura 7C). 
Con las NPs-TiO2 se observó un aumento en la expresión a partir de la 
concentración de 1 µg/cm2 en las células BEAS-2B (p<0.05). En las células A549 
hubo aumentos en la expresión en todas las concentraciones usadas respecto del 
control, aunque el mayor efecto se observó a la concentración de 0.03 µg/cm2 
(p<0.05). Se observan diferencias significativas entre las líneas celulares en las 
tres concentraciones (p<0.05) (Figura 7D). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
 
 
2 4 h
P M 2 .5 g /c m
2
E
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p
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s
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 r
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v
a
 d
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0
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3 1 5
0
2
4
6
8
1 0
A 5 4 9
B E A S -2 B
*
*
*
b
b
b
a
a
*
*
*
Figura 7A. Efecto de las PM2.5 en la expresión del gen AhR en las células A549 Y BEAS-2B. Cada 
barra representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones de la partícula, 
TNF-α fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos fueron hechos por triplicado 
en tres diferentes series (n=9). (a) indica diferencia significativa respecto del control de las células 
A549, (b) indica diferencia significativa respecto del control de las células BEAS-2B y * indica 
diferencia significativa entre líneas celulares. p < 0.05. 
 
 
 
 
30 
 
 
 
2 4 h
P M 1 0 g /c m
2
E
x
p
r
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s
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n
 r
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la
ti
v
a
 d
e
 A
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l
T
N
F
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0
.0
3 1 5
0
2
4
6
8
1 0
A 5 4 9
B E A S -2 B
*
*
*
*b
b
b
b
a
a
a
*
*
*
*
Figura 7B. Efecto de las PM10 en la expresión del gen AhR en células A549 y BEAS-2B. Cada 
barra representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones de la partícula, 
TNF-α fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos fueron hechos por triplicado 
en tres diferentes series (n=9). (a) indica diferencia significativa respecto del control de las células 
A549, (b) indica diferencia significativa respecto del control de las células BEAS-2B y * indica 
diferencia significativa entre líneas celulares. p < 0.05. 
 
 
 
 
31 
 
 
 
 
2 4 h
V 2 O 5 g /c m
2
E
x
p
r
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s
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 r
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la
ti
v
a
 d
e
 A
h
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0
.0
3 1 5
0
2
4
6
8
1 0
A 5 4 9
B E A S -2 B
*
*
b
b
a
a
* *
 
Figura 7C. Efecto del V2O5 en la expresión del gen AhR en células A549 y BEAS-2B. Cada barra 
representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones de la partícula, TNF-α 
fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos fueron hechos por triplicado en tres 
diferentes series (n=9). (a) indica diferencia significativa respecto del control de las células A549, 
(b) indica diferencia significativa respecto del control de las células BEAS-2B y * indica diferencia 
significativa entre líneas celulares. p < 0.05. 
 
 
 
32 
 
 
 
 
2 4 h
N P s -T iO 2 g /c m
2
E
x
p
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e
s
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n
 r
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la
t
iv
a
 d
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 A
h
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N
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0
.0
3 1 5
0
2
4
6
8
1 0A 5 4 9
B E A S -2 B
*
*
*
b
b
b
a
a
a
a
*
*
*
Figura 7D. Efecto de las NPs-TiO2 en la expresión del gen AhR en células A549 y BEAS-2B. Cada 
barra representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones de la partícula, 
TNF-α fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos fueron hechos por triplicado 
en tres diferentes series (n=9). (a) indica diferencia significativa respecto del control de las células 
A549, (b) indica diferencia significativa respecto del control de las células BEAS-2B y * indica 
diferencia significativa entre líneas celulares. p < 0.05. 
 
 
 
33 
 
 
6.2 Efectos de las partículas en la viabilidad de las células A549 y BEAS-2B 
La viabilidad celular se evaluó con la técnica de cristal violeta. Se observó que con 
todas las partículas y con las tres concentraciones usadas no existen 
disminuciones significativas en la viabilidad de las células A549 (p<0.05) (Figura 
8A-D). 
En la viabilidad de las células BEAS-2B, no hubo un cambio significativo con las 
partículas usadas (Figura 8A-D), sin embargo, se observó una disminución 
significativa a la concentración de 5 µg/cm2 con las PM10 y las NPs-TiO2 (Figura 8B 
y 8D). 
2 4 h
P M 2 . 5  g /c m
2
V
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b
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 c
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 (
%
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C
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3 1 5
0
2 5
5 0
7 5
1 0 0
1 2 5
A 5 4 9
B E A S -2 B
 
Figura 8A. Efecto de las PM2.5 en la viabilidad de las células A549 y BEAS-2B tras 24 h de 
exposición. Cada barra representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones 
de la partícula, TNF-α fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos se realizaron 
por triplicado. 
34 
 
 
 
 
 
2 4 h
P M 1 0  g /c m
2
V
ia
b
il
id
a
d
 c
e
lu
la
r
 (
%
)
C
o
n
tr
o
l
T
N
F
-a
0
.0
3 1 5
0
2 5
5 0
7 5
1 0 0
1 2 5
A 5 4 9
B E A S -2 B
 *
Figura 8B. Efecto de las PM10 en la viabilidad de las células A549 y BEAS-2B tras 24 h de 
exposición. Cada barra representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones 
de la partícula, TNF-α fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos se realizaron 
por triplicado. * indica diferencia significativa respecto del control. p< 0.05. 
 
 
 
 
 
35 
 
 
 
 
 
2 4 h
V 2 0 5  g /c m
2
V
ia
b
il
id
a
d
 c
e
lu
la
r
 (
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)
C
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n
tr
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l
T
N
F
-a
0
.0
3 1 5
0
2 5
5 0
7 5
1 0 0
1 2 5
A 5 4 9
B E A S -2 B
 
Figura 8C. Efecto del V2O5 en la viabilidad de las células A549 y BEAS-2B tras 24 h de exposición. 
Cada barra representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones de la 
partícula, TNF-α fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos se realizaron por 
triplicado. 
 
 
 
 
 
36 
 
 
 
 
 
2 4 h
N P s -T iO 2  g /c m
2
 
V
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il
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 c
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0
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3 1 5
0
2 5
5 0
7 5
1 0 0
1 2 5
A 5 4 9
B E A S -2 B
*
Figura 8D. Efecto de las NPs-TiO2 en la viabilidad de las células A549 y BEAS-2B tras 24 h de 
exposición. Cada barra representa la media ± desviación estándar a las diferentes concentraciones 
de la partícula, TNF-α fue usado como control positivo (10 ng/mL). Los experimentos se realizaron 
por triplicado. * indica diferencia significativa respecto del control. P< 0.05. 
 
 
 
 
37 
 
7. DISCUSIÓN 
Actualmente la CDMX enfrenta problemas de contaminación por la presencia de 
partículas ambientales. La preocupación por esta clase de contaminantes se debe 
a que tienen efectos dañinos sobre el organismo y por lo tanto puede poner en 
peligro la salud de las personas (Falcón-Rodríguez et al, 2012 y Riojas et al, 
2017). 
Se han realizado varios estudios en diferentes células y modelos animales, 
usando distintos métodos de exposición a las partículas, para conocer y describir 
el impacto y la toxicidad que tienen sobre ellos. La importancia de estudiar a las 
PM10, PM2.5, V205 y NPs-TiO2 radica en que el primero y segundo están 
reconocidos por la IARC como carcinógeno y los dos últimos como posiblemente 
carcinógeno para humanos. Sin embargo, los estudios hasta el momento estan 
más enfocados en los efectos del PM en las personas expuestas, mientras que 
para el V2O5 y NPs-TiO2 aun son escasos los reportes en relación con la vía del 
AhR. 
El estudiar esta vía del receptor AhR, es muy importante porque participa en el 
desarrollo del cáncer pulmonar, es por ello que existe la necesidad de realizar más 
estudios para entender el efecto de las partículas sobre el receptor. El objetivo de 
este trabajo fue comparar la expresión del AhR y la viabilidad de células de 
pulmón expuestas a partículas ambientales. 
7.1 Expresión del gen AhR 
Las concentraciones y tiempo de exposición a las partículas que se usaron en este 
trabajo, fueron tomadas con base en los trabajos realizados en el laboratorio de 
toxicología ambiental del INCan, que demostraron que a bajas concentraciones 
(0.03, 1 y 5 µg/ cm2), son capaces de inducir la expresión de receptores 
involucrados en el proceso inflamatorio en monocitos, inducir la formación de ROS 
y la muerte celular en células endoteliales de la vena de cordón umbilical humano 
(HUVEC) (Montiel-Daválos et al, 2012., Romero-Rueda et al, 2016). Por lo tanto, 
es interesante ver el efecto de estas concentraciones de partículas en inducir la 
expresión del AhR en células de pulmón. 
38 
 
Diversos estudios han intentado explicar los mecanismos de acción del PM sobre 
las células alveolares, y han postulado que existen algunas características 
particulares del PM que son las que influyen en sus efectos, la primera es la 
composición química, se ha comprobado que algunos HAPs que contienen son 
capaces de activar la vía de AhR, como por ejemplo el Benzo(a)pireno y el 
Benzo[ghi]perileno, el primero se ha demostrado en estudios in silico que funciona 
como ligando del receptor con una alta afinidad, (Dhasmana et al, 2014) y el 
segundo activó la vía de AhR en células NL-20 humanas (Zaragoza- Ojeda et al, 
2016). 
Se ha reportado la toxicidad de ligandos individuales de AhR, sin embargo, son 
escasos los estudios que revelan los efectos tóxicos que provocan las particulas 
sobre el receptor. 
La segunda característica es el tamaño de las partículas, esto concuerda con los 
resultados mostrados, ya que se observa que las NPs son las que tuvieron un 
mayor efecto en la expresión del receptor en las células bronquiales normales 
(Fig. 7D), también se ha observado que a menor tamaño es mayor la toxicidad 
debido a la interacción de las partículas con las membranas celulares y su alta 
área superficial. (Dhasmana et al, 2014., Mejía-Velázquez et al, 2011) 
La tercera característica es la concentración en número de partículas, ya que para 
una misma masa de partículas, el número sera mayor si éstas son ultrafinas, 
(Mejía-Velázquez et al, 2011., Rojas, 2004) 
Relacionando estas características con los resultados obtenidos en este trabajo, 
se observó que la expresión del receptor depende del número de partículas 
obtenidas por unidad de concentración, de la composición química y orgánica, 
mas que de las concentraciones utilizadas (Miguel-Pérez et al, 2013., Dhasmana 
et al, 2014); además, se observó que a la concentración mas pequeña, en el caso 
de PM10 fue mayor la expresión (Fig. 7B). 
 
39 
 
También se observó que la mayor expresión fue al exponer las células a las NPs-
TiO2; esto se debe al tamaño y a las propiedades intrínsecas de las partículas, 
entre los que destacan las características de su superficie; como el nivel de 
energía, reactividad y estructura electrónica (Shi et al, 2013). La reducción del 
TiO2 a escala nanométrica provoca que la energía libre de su superficie aumente, 
para minimizar esta energía y establecer la neutralidad electrónica en la superficie 
de las partículas, la unión entre éstas y el receptor AhR se hacemás fuerte, es por 
ello que reveló una mayor expresión de AhR (Dhasmana et al, 2014). Los efectos 
nocivos de las NPs-TiO2 para la salud en humanos están relacionados con el 
tamaño y su superficie. Cuando se modifica la superficie de la partícula, 
recubriéndola, por ejemplo con ácidos grasos, como los empleados para la 
elaboración de cosméticos disminuye su citotoxicidad (Chang et al, 2016). Las 
características intrínsecas de la partícula son entonces las que determinan e 
influyen en su bioactividad. 
El V por su parte ha recibido atención por ser considerado como un agente 
terapéutico contra la diabetes y la obesidad; también se ha usado por atletas para 
mejorar su rendimiento físico. Existe un debate científico entre si este elemento 
puede ser considerado como cancerígeno o antitumoral, ya que algunos estudios 
han mostrado los beneficios y la protección del metal en ciertos tipos de cáncer, 
mientras que otros estudios muestran los efectos tóxicos en modelos in vitro e in 
vivo (Fortoul et al, 2011, 2014). Deben hacerse más estudios con el fin de conocer 
sus efectos biológicos para determinar los riesgos de su exposición, así como los 
posibles usos farmacológicos en humanos (Falcón-Rodríguez, 2016). 
En un estudio realizado por Abdelhamid y colaboradores, se evaluó la expresión 
del gen CYP1A1, en células Hepa 1c1c7 co-expuestas a V2O5 y TCDD, y como 
resultado se observó una reducción del RNAm de CYP1A1 después de los 
tratamientos con V2O5 de una manera dependiente de la dosis. Esto significa que 
el pentóxido inhibió la activación del AhR por el TCDD y por lo tanto no se llevo a 
cabo la transripción de CYP1A1, sin embargo la inhibición mediada por V2O5 
coincidio con una disminución significativa de la ecto-ATPasa. 
40 
 
Concluyendo que el V2O5 disminuye la expresión de CYP1A1 mediante un 
mecanismo dependiente de ATP (Anwar-Mohamed y El-Kadi, 2008). Se realizó el 
mismo estudio en hepatocitos y células HepG2, y se observó una reducción 
importante en la inducción mediada por TCDD de los niveles de ARNm, proteína y 
actividad de CYP1A1 después del tratamiento con V (5+) de una manera 
dependiente de la dosis (Abdelhamid et al, 2010., Abdelhamid et al, 2013) 
Comparando los estudios anteriores con los resultados obtenidos en este trabajo, 
se observó que sucede lo contrario, ya que el V2O5 activa la expresión de AhR con 
la concentración de 5µg/cm2 (Fig. 7C) es importante destacar que es posible que 
la co-exposición con algún otro compuesto, en este caso con el TCDD llevó a 
obtener otro efecto sobre el receptor. Hace falta realizar más estudios para 
concluir si el V2O5 puede activar la vía del receptor y el mecanismo por el cual lo 
hace. Por ejemplo, exponer en presencia del antagonista del receptor para 
verificar que depende directamente de las partículas. 
Otro aspecto importante que se observa en los resultados, es que la expresión fue 
más notable en las células BEAS-2B al hacer la comparación entre líneas 
celulares. Esto se observó en los tratamientos con las cuatro partículas y con el 
TNF-α, esto debido a que las células BEAS-2B son más sensibles que las células 
A549 que son tumorales y tienen varios mecanismos de defensa activados, entre 
estas características están la resistencia a la muerte celular, y el mantenimiento de 
la señalización para la proliferación (Hanahan y Weinberg, 2011). 
Se puede proponer que las partículas usadas en este estudio provocan cambios 
en la expresión del gen AhR en las células BEAS-2B y en las A549. El receptor 
AhR puede tener una amplia gama de union a ligandos, y los componentes del PM 
pueden ser ejemplos de ellos, siendo los principales los HAPs, HAH y algunos 
metales (Falcón-Rodríguez et al, 2016., Vásquez-Gómez et al, 2016), por otra 
parte se sabe que el AhR tiene una alta afinidad por las NPs , lo que se vio 
reflejado en los resultados, ya que fue en donde se observó la mayor expresión 
del receptor. 
41 
 
La vía del receptor es muy importante ya que participa en el desarrollo del cáncer 
pulmonar, extrapolando los resultados a lo que sucede en personas expuestas al 
material particulado en grandes cantidades, como las personas que trabajan en la 
cadena de producción de los productos dónde se usa el TiO2, se puede dar 
fácilmente la activación del AhR en células epiteliales del pulmón, ya que se 
observó que con la concentración más pequeña (0.03 µg/cm2 ) aumentó la 
expresión del AhR, y este incremento puede provocar el desarrollo de procesos 
inflamatorios y otras patologías, incluso el cáncer (Mulero-Navarro y Fernandez-
Salguero, 2016., Vásquez-Gómez et al, 2016). Por otra parte, en personas que ya 
padecen alguna patología de las vías respiratorias, la exposición a estas partículas 
puede agravar la enfermedad. 
Al activarse la vía del receptor puede llevar a las células a realizar varios procesos 
celulares, en este trabajo se evaluó la viabilidad de las células. 
7.2 Efectos en la viabilidad celular 
Los resultados mostrados en el presente estudio con la técnica de cristal violeta 
que evalúa la viabilidad celular, revelaron que no se observó muerte de las 
células, ya que esta técnica revela un efecto a nivel de membrana celular: células 
sin daño retienen el colorante después de lavados fuertes. 
Sin embargo, las concentraciones de partículas usadas en este trabajo fueron muy 
bajas y el tiempo de exposición también fue corto para observar la muerte celular, 
ya que estudios in vitro demuestran que la exposición de las células a 
concentraciones mas altas de partículas que las usadas en este trabajo, y 
periodos de tiempo mas prolongado, si tienen efecto sobre la viabilidad de las 
células BEAS-2B y A549. 
En los resultados se observó que a la concentración más alta usada (5 µg/cm2) 
con PM10 y las NPs-TiO2 (Fig. 8B y 8D) si se presentó una disminución en la 
viabilidad de las células BEAS-2B, y esto fue porque estas células son más 
sensibles a la exposición a partículas. 
42 
 
Por otro lado, se ha visto que las PM2.5 causan la muerte de células BEAS-2B 
expuestas en un plazo largo a estas partículas (Dornho et al, 2017). 
Asimismo, se ha demostrado que el V2O5 causa apoptosis en células pulmonares 
en modelos in vivo (García-Rodriguez et al, 2016., Fortoul et al, 2014). Además; 
en un estudio se observó que la exposición de células BEAS-2B a V2O5 durante 24 
h, provocó la disminución en la viabilidad celular, con concentraciones de 0.5, 5, 
50 o 500 μmol /L (Honda et al, 2015). 
Por otra parte, existen estudios en dónde la viabilidad de las células A549 y BEAS-
2B tratadas con NPs-TiO2, en concentraciones que van de 0 a 100 µg/mL, 
disminuye significativamente a altas concentraciones (a partir de 20 µg/mL), tanto 
a 24 como a 48 h de exposición a las nanopartículas (Biola-Clier et al, 2017). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
43 
 
8. CONCLUSIONES 
• Los cuatro tipos de partículas usadas inducen la expresión del receptor 
AhR. 
• El aumento en la expresión del AhR en las células A549 y BEAS-2B es 
independiente de la concentración de las partículas. 
• A partir de la concentración más pequeña se observó una respuesta en la 
expresión de AhR en células BEAS-2B con PM2.5 y PM10, y en células A549 
con las nanopartículas. 
• Las altas concentraciones de las nanopartículas y el PM10 tuvieron efectos 
en la viabilidad de las células, principalmente en las bronquiales normales. 
Figura 9. Expresión del gen AhR por exposición a partículas. Todas las particulas (PM10, PM2.5, 
V2O5 y NPs-TiO2) y concentraciones usadas en este trabajo provocaron el aumento de la expresión 
del AhR, en las células BEAS-2B fue mayor que en las A549. A la concentración de 5µg/cm2 las 
PM10 y las NPs-TiO2 provocaron la disminución de la viablidad de las células BEAS-2B. 
(Composición propia). 
44 
 
9. LITERATURA CITADA 
Abdelhamid, G., Amara, I.E., Anwar-Mohamed, A y El-Kadi, A.O. (2013). 
Modulationof cytochrome P450 1 (Cyp1) by vanadium in hepatic tissue and 
isolated hepatocyte of C57BL/6 mice. Arch Toxicol, 87(8):1531-43. doi: 
10.1007/s00204-013-1023-7 
 
Abdelhamid, G., Anwar-Mohamed, A., Badary, O.A., Moustafa, A. A y El-Kadi, 
A.O. (2010). Transcriptional and posttranscriptional regulation of CYP1A1 by 
vanadium in human hepatoma HepG2 cells. Cell Biol Toxicol. 26 (5): 421-34. doi: 
10.1007 / s10565-010-9153-7. 
 
Alfaro-Moreno, E. (2004). Efectos biologicos inducidos por aeropartículas (PM10) 
de tres diferentes zonas de la Ciudad de Mexico, UNAM. 87pp. 
Anwar-Mohamed, A y El-Kadi, A.O.S. (2008). Down-Regulation of the 
Carcinogen-Metabolizing Enzyme Cytochrome P450 1a1 by Vanadium. Drug 
Metabolism and Disposition. 36: 1819–1827. 
Arciniégas-Suárez, C.A. (2012). Diagnóstico y control de material particulado: 
partículas suspendidas totales y fracción respirable pm10. Luna azúl, 34: 195-
213. 
Arrambide Brianthe, G. (2014). Compuestos de Vanadio de Interés Bioinorgánico. 
Universidad de la Republica, 192 pp. 
Assemand, F.L y Oskarsson, A. (2015). “Vanadium,” in Handbook on the 
Toxicology of Metals, 1347–1367. 
 
Bautista-Ocampo, Y.A. (2018). El material particulado (PM10) altera los niveles de 
BRCA1 y CTCF Vía AHR en células de cáncer de mama. Universidad Nacional 
Autónoma de México. 68 P. 
 
45 
 
Beischlag, T.V J., Morales, J.L., Hollingshead, B.D y Perdew, G.H. (2008). The 
Aryl Hydrocarbon Receptor Complex and the Control of Gene Expression. Critical 
Reviews in Eukaryotic Gene Expression,18(3): 207–250. 
 
Berube, D., Cummings, C., Cacciatore, M., Scheufele, D. & Kalin, J. (2011). 
Characteristics and classification of nanoparticles: expert Delphi survey. 
Nanotoxicology 5, 236–43 
Biola-Clier, M., Beal, D., Caillat, S., Libert, S., Armand, L., Herlin-Boime, N., 
Sauvaigo, S., Douki, T y Carriere, M. (2017). Comparison of the DNA damage 
response in BEAS-2B and A549 cells exposed to titanium dioxide nanoparticles. 
Mutagenesis, 32, 161–172. doi:10.1093/mutage/gew055. 
Blanco-Jiménez S., Altúzar F., Jiménez B., Aguilar G., Pablo M. y Benítez M.A. 
(2015). Evaluación de Partículas Suspendidas PM2.5 en el Área Metropolitana 
de Monterrey. Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC). 
México. 34 pp. 
Chang, J., Lee, C.W., Alsulimani, H.H., Choi, J.E., Lee, J.K., Kim, A., Park, B., 
Kim, J y Lee, H. (2016). Role of fatty acid composites in the toxicity of titanium 
dioxide nanoparticles used in cosmetic products. The Journal of Toxicological 
Sciences. 41 (4):533-542. 
Dever, D y Opanashuk, L. (2012). The Aryl Hydrocarbon Receptor Contributes to 
the Proliferation of Human Medulloblastoma Cells. Molecular Pharmacology. 
81(5):669-678 
Dhasmana, A., Sajid, Q.M., Mir, S.S., Bhatt, M.L., Rahman, Q., Gupta, R., 
Siddiqui, M.H y Lohani, M. (2014). Titanium Dioxide Nanoparticles As Guardian 
against Environmental Carcinogen Benzo[alpha]Pyrene. PLOS ONE. 9 (9): 
e107068. doi:10.1371/journal.pone.0107068 
 
46 
 
Dornhof, R., Maschowski, C., Osipova, A., Giere, R., Seidl, M., Merfort, I y 
Humar, M. (2017). Stress fibers, autophagy and necrosis by persistent exposure 
to PM2.5 from biomass combustion. PLoS ONE 12(7): e0180291. 
 
Drozdzika, A., Dziedziejkob, V y Kurzawski, M. (2014). IL-1 and TNF-a regulation 
of aryl hydrocarbon Receptor (AhR) expression in HSY Human salivary cells. 
Archives of Oral Biology, 59: 434-439. 
 
Falcon-Rodriguez, C.I. (2012). Caracterización de los diferentes subtipos de la 
celula bronquiolar no ciliada. en el modelo murino de inhalación de vanadio. 
UNAM. 84pp. 
 
Falcon-Rodriguez, C.I. Osornio-Vargas, A.R. Sada-Ovalle, I y Segura-Medina, P 
(2016). Aeroparticles, Composition, and Lung Diseases. Frontiers Immunology. 7: 
3. doi: 10.3389/fimmu.2016.00003. 
 
Fortoul TI., Rodriguez-Lara V., Falcon-Rodriguez C.I., Lopez-Valdez N., Ustarroz-
Cano M., Montaño, L.F. (2009). Traficc related air pollution. En Demoniv S y 
Bonnet J. Traffic related air pollution and internal combustión engines. EUA: Nova 
publishers Inc. 
 
Fortoul, T.L.; Rodriguez-Lara, V.; González-Villalva, A.; Rojas-Lemus, M.; Cano-
Gutiérrez, G.; Ustarroz-Cano, M.,…Cervantes-Yépez, S. (2014). Inhalation of 
vanadium pentoxide and its toxic effects in a mouse model. Inorganica Chimica 
Acta. 420, 8-15. 
 
Fortoul, T.L., Rodriguez-Lara, V., González-Villalva, A., Rojas-Lemus, M., Cano-
Gutiérrez, G., Ustarroz-Cano, M.,…Cervantes-Yépez, S. (2011). Vanadium 
Inhalation in a Mouse Model for the Understanding of Air-Suspended Particle 
Systemic Repercussion. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 11pp. 
doi:10.1155/2011/951043. 
47 
 
 
García-Rodríguez, M del C., Hernández-Cortés, L.M y Altamirano-Lozano, M.A. 
(2016). In Vivo Effects of Vanadium Pentoxide and Antioxidants (Ascorbic Acid 
and Alpha-Tocopherol) on Apoptotic, Cytotoxic, and Genotoxic Damage in 
Peripheral Blood of Mice. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. DOI: 
10.1155/2016/6797851. 
 
Gualtieri, M., Ovrevik, J., Amaollerup, S., Asare, N., Longhin, E., Dahlman, H.J., 
Camatini, M y Holme, J.A. (2011). Airbone urban particles (Milan Winter-PM2.5) 
cause mitotic arrest and cell death: Efects on DNA, mitocondria, AhR binding and 
spindle organization. Mutation Research/Fundamental and Molecular 
Mechanisms of Mutagenesis, 713 (1-2): 18-31. 
DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2011.05.011 
 
Gutiérrez- Antezana, A.F y Lizárraga-Hurtado, T.L. (2016). Efectos sobre la salud 
en los trabajadores expuestos al dióxido de titanio. Medicina y Seguridad del 
Trabajo, 62 (242): 79-95. 
 
Gutiérrez-Castillo M.E., Roubicek D.A., Cebrián-García M.E., De Vizcaya-Ruíz A., 
Sordo-Cedeño M. y Ostrosky-Wegman, P. (2006). Effect of chemical composition 
on the induction DNA damage by airborne particulate matter. Environmental and 
Molecular Mutagenesis, 47, 199-211. 
 
Hamra, G.B., Guha, N., Cohen, A., Laden, F., Raaschou-Nielsen, O., Samet, 
J.M.,…Loomis, D. (2014). Outdoor particulate matter exposure and lung cancer: a 
systematic review and meta-analysis. Environmental Health Perspectives, 122: 
906–11. doi:10.1289/ ehp/1408092 114. 
 
Hanahan y Weinberg. (2011). Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell 
144:646-674. 
 
48 
 
Haque, M. W y Pattanayak, S. P. (2017). Taxifolin Inhibits 7, 12-
Dimethylbenz(a)anthracene-induced Breast Carcinogenesis by Regulating 
AhR/CYP1A1 Signaling Pathway. Pharmacognosy Magazine, 13 (4): 749-755. 
doi.10.4103/pm.pm_315_17. 
 
Honda, A., Tsuji, K., Matsuda, Y., Hayashi, T., Fukushima, W., Sawahara 
T.,…Takano, H. (2015). Effects of Air Pollution-Related Heavy Metals on the 
Viability and Inflammatory Responses of Human Airway Epithelial Cells. 
International Journal of Toxicology, 34 (2): 195-203. 
 
Jazcilevich-Diamant, A., Siebe, C., Estrada, C., Aguillón, J., Rojas, A., Chavéz-
García, E y Sheinbaum-Pardo, C. (2015). Retos y oportunidades para el 
aprovechamiento y manejo ambiental del ex lago de Texcoco. Boletín de la 
Sociedad Geológica Mexicana, 67 (2): 145-166. 
 
Kim, J.H., Sherman, M.E., Curriero, F.C., Guengerich, F.P., Strickland, P.T y 
Sutter, T.R. (2004). Expression of cytochromes P450 1A1 and 1B1 in human lung 
from smokers, non-smokers, and ex-smokers. Toxicology and Applied 
Pharmacology. 199: 210–219. 
 
Lamichhane, D.K., Kim, H. C., Choi, C.M., Shin, M.H., Shim, Y.M., Leem, 
J.H.,…Park ,S.M. (2017). Lung Cancer Risk and Residential Exposure to Air 
Pollution: A Korean Population-Based Case-Control Study. Yonsei Medical 
Journal, 58 (6): 1111-1118. doi: 10.3349/ymj.2017.58.6.1111. 
 
Liao, Y., Lin, X., Xiao, L y Yuan, H. Tao. (2017). Temporal Trend in Lung Cancer 
Burden Attributed to Ambient Fine Particulate Matter in Guangzhou, China. 
Biomedical and Environmental Sciences, 30 (10): 708-717. DOI: 
10.3967/bes2017.096 
 
49 
 
Lin, P., Chang, H., Ho, W.L., Wu, M.H y Su, J.M. (2003). Association of aryl 
hydrocarbonreceptor and cytochrome P4501B1 expressions in human non-small 
cell lung cancers. Lung Cancer. 42: 255–261. [PubMed: 14644512] 
 
Manke, A., Wang, L y Rojanasakul, Y. (2013). Mechanisms of Nanoparticle-
Induced Oxidative Stress and Toxicity. BioMed Research International, 15 pp. 
http://dx.doi.org/10.1155/2013/942916 
 
Mejía-Velázquez, G y Páramo-Figueroa, V.H. (2011). Guía metodológica para la 
estimación de emisiones de PM2.5. INE-SEMARNAT.106 Pp. 
 
Meléndez-Gélvez, I., Quijano Vargas, M.J y Quijano Parra, A. (2016). Actividad 
mutagénica inducida por hidrocarburos aromáticos policíclicos en muestras de 
pm2.5 en un sector residencial de villa del rosario-norte de santander, Colombia. 
Revista internacional de contaminación ambiental, 32 (4): 435-444. DOI: 
10.20937/RICA.2016.32.04.07. 
 
Mendoza-Anaya, D., Salas, P., Angeles-Chávez, C., Pérez-Hernández, R y 
Castaño, V.M. (2004). Caracterización microestructural y morfología de TiO2 para 
aplicaciones termoluminiscentes. Revista Mexicana de Física, 1:12–16. 
 
Miguel-Pérez, G., Maya, G., Flores-Márquez, A.N., Amador-Muñoz, O., 
Villalobos-Pietrini, R., Eguía-Aguilar, P., Pérezpeña-Díazconti, M y Arenas-
Huertero, F. (2013). Efectos de la contaminación del aire en células humanas de 
pulmón. Boletín Médico del Hospital Infantil de México; 70 (2):107-115. 
 
Montiel-Dávalos, A., Ventura-Gallegos, J.L., Alfaro-Moreno, E., Soria-Castro, E, 
García-Latorre, E., Cabañas-Moreno, J-G., Ramos-Godinez, M del P y López-
Marure, R. (2012). TiO2 Nanoparticles Induce Dysfunction and Activation of 
Human Endothelial Cells. Chemical Research in Toxicology. 25 (4): 920–930. 
DOI: 10.1021/tx200551u. 
 
50 
 
Morán- Rodríguez, L. (2011). Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en 
Nanociencias y Nanotecnología, 4 (1): 118p. 
 
Mulero-Navarro, S y Fernandez-Salguero, P.M. (2016). New Trends in Aryl 
Hydrocarbon Receptor Biology. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 4, 
45p. doi: 10.3389/fcell.2016.00045 
 
Nemmar, A., Holme, J. A., Rosas, I., Schwarze, P.E y Alfaro-Moreno, E. (2013). 
Recent Advances in Particulate Matter and Nanoparticle Toxicology: A Review of 
the In Vivo and In Vitro Studies. BioMed Research International, 22 
p.doi.org/10.1155/2013/279371. 
 
Puett, R.C., Hart, J.E., Yanosky, J.D., Spiegelman, D., Wang, M., Fisher, 
J.A.,…Laden, F. (2014). Particulate matter air pollution exposure, distance to 
road, and incident lung cancer in the nurses’ health study cohort. Environ Health 
Perspect, 122(9):926–32. doi:10.1289/ehp.1307490. 
 
Querol, X., Pey, J., Minguillón, M.C., Pérez, N., Alastuey, A., Viana, M.,… 
Artíñano, B. (2008). PM speciation and sources in Mexico during the MILAGRO-
2006 Campaign. Atmospheric Chemistry and Physics, 8:111–128. 
 
Ramos-Godinez, M del P., González-Gómez, B.E., Montiel-Dávalos, A., López-
Marure, R y Alfaro-Moreno, E. (2013). TiO2 nanoparticles induce endothelial cell 
activation in a pneumocyte-endothelial co-culture model. Toxicology in Vitro, 
27(2): 774-81. doi: 10.1016/j.tiv.2012.12.010. 
 
Riojas, H y Zuñiga-Bello, P.M. (2017). Efectos en la salud por la contaminación 
atmosférica en México. Instituto nacional de Salud Publica.77pp. 
 
Rodríguez-Mercado, J.J y Altamirano-Lozano, M.A. (2006). Vanadio: 
contaminación, metabolismo y genotoxicidad. Revista Internacional de 
Contaminación Ambiental, 22 (4): 173-189. 
51 
 
 
Rojas, N.Y. (2004). Revisión de las emisiones de material particulado por la 
cumbustión de diesel y biodiesel. Revista de ingeniería (20): 58-68. 
 
Rueda-Romero, C., Hernández-Pérez, G., Ramos-Godínez, P., Vázquez-López, 
I., Quintana-Belmares, R.O., Huerta-García, E., Stepien, E., López-Marure, R., 
Montiel-Dávalos, A y Alfaro-Moreno, E. (2016). Titanium dioxide nanoparticles 
induce the expression of early and late receptors for adhesion molecules on 
monocytes. Particle and Fibre Toxicology. 13 (1): 36. doi: 10.1186/s12989-016-
0147-3. 
 
Safe, S., Lee, S.O y Jin, U. (2013). Role of the Aryl Hydrocarbon Receptor in 
Carcinogenesis and Potential as a Drug Target. Toxicological sciences 135 (1): 
1–16. 
 
Salcido-Neyoy, M.E., Sánchez-Pérez, Y., Osornio-Vargas, A., Gonsebatt, M.E., 
Meléndez-Zajgla, J., Morales-Bárcenas, R., Petrosyan, P., Molina-Servin, E.D, 
Vega, E., Manzano-León, N y García-Cuellar, C.M. (2015). Induction of c-Jun by 
air particulate matter (PM₁₀) of Mexico City: Participation of polycyclic aromatic 
hydrocarbons. Enviromental Pollution, 203:175-82. 
doi: 10.1016/j.envpol.2015.03.051. 
 
Santiago-Josefat, M.B. (2002). Regulación transcripcional por el receptor de 
dioxina en ausencia de xenobióticos. Universidad de Extremadura, España. 
 
Shi, H., Magaye, R., Castranova, V y Zhao, J. (2013) Titanium dioxide 
nanoparticles: a review of current toxicological data. Particle and Fibre 
Toxicology. 10:15. 
 
https://www.journals.elsevier.com/environmental-pollution
https://www.journals.elsevier.com/environmental-pollution
52 
 
Soriano-Agueda, C., Ortega-Moo, J., Garza, J. A., Guevara- García, y Vargas, R. 
(2016). Formation of reactive oxygen species by vanadium complexes. 
Computational and Theoretical Chemistry, 1077: 99–105. 
 
Sung, G.H., Bradley. N y Bernhard, H. (2013). Titanium dioxide nanoparticles 
increase inflammatory responses in vascular endothelial cells. Toxicology, 306, 1-
8. doi: 10.1016/j.tox.2013.01.014. 
 
Tamay de Dios, L., Ibarra, C y Velasquillo, C. (2013). Fundamentos de la 
reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y de la PCR en tiempo real. 
Investigación en Discapacidad, 2 (2): 70-78. 
 
Thum, T., Erpenbeck, V.J., Moeller, J., Hohlfeld, J.M., Krug, N y Borlak, J. (2006). 
Expression of xenobiotic metabolizing enzymes in different lung compartments of 
smokers and nonsmokers. Environmental Health Perspectives, 114: 1655–1661. 
 
Tsay, J.J., Tchou-Wong, K., Greenberg, A.K., Pass, H y Rom, W.N. (2013). Aryl 
Hydrocarbon Receptor and Lung Cancer. Anticancer Research, 33 (4): 1247–
1256. 
 
Turner, M.C., Krewski, D., Pope, C.A., Chen, Y., Gapstur, S.M y Thun, M.J. 
(2011). Long-term ambient fine particulate matter air pollution and lung cancer in 
a large cohort of never-smokers. American Journal of Respiratory and Critical 
Care Medicine, 184:1374–81. doi:10.1164/rccm.201106-1011OC 115. 
 
Vallejo, M., Jauregui-Renaud, K., Hermosillo, A.G., Marquez, M.F y Cardenas, M. 
(2003). Efectos de la contaminación atmosférica en la salud y su importancia en 
la Ciudad de México. Gaceta Médica de México. Vol 139. No 1. 
 
 
 
53 
 
Vázquez-Gómez, G., Rubio-Lightbourn, J y Espinosa-Aguirre, J. J. (2016). 
Mecanismos de acción del receptor de hidrocarburos de arilos en el metabolismo 
del benzo [a] pireno y el desarrollo de tumores. Revista Especializada en 
Ciencias Quimico-Biológicas, 19 (1): 54-67. 
 
Vinueza-Burgos, C. (2009). PCR en Tiempo Real: la nueva era de la información 
genética celular. Revista electronica de veterinaria, 10 (2):13pp. 
 
Weir, A., Westerhoff, P., Fabricius, L. y Von-Goetz, N. (2012). Titanium dioxide 
nanoparticles in food and personal care products. Environmental Science and 
Technology, 47: 2242–2250. 
 
Zaragoza-Ojeda, M., Eguía-Aguilar, P., Perezpeña-DíazConti, M y Arenas-
Huertero, F. (2016). Benzo[ghi]perylene activates the AHR pathway to exert 
biological effects on the NL-20 human bronchial cell line. Toxicology Letters 256: 
64–76. 
 
Zarria-Romero, J., Osorio, A., Pino, J., Shiga, B y Vivas-Ruiz, D. (2017). Efecto 
de las nanopartículas industriales TiO2, SiO2 y ZnO sobre la viabilidad celular y 
expresión génica en médula osea roja de mus musculus. Revista Peruana de 
Medicina Experimental y Salud Pública, 34 (3): 436-44. 
doi:10.17843/rpmesp.2017.343.2425 
 
Zhen, S., Qian, Q., Jia, G., Zhang, J., Chen, C y Wei, Y. (2012). A panel study for 
cardiopulmonary effects produced by occupational exposure to inhalable titanium 
dioxide. Journal of Occupational