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Bioacumulação, partição subcelular e biomarcadores em diferentes níveis de organização biológicas de invertebrados aquáticos expostos a nanopartículas metálicas

Processo: 20/15253-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2020
Vigência (Término): 30 de novembro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Ecologia
Pesquisador responsável:Marisa Narciso Fernandes
Beneficiário:Luis Felipe de Almeida Duarte
Instituição-sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:19/08491-0 - Material particulado atmosférico e contaminação ambiental. Avaliação do impacto na biota aquática em uma abordagem ecofisiotoxicológica integrada, AP.TEM
Assunto(s):Antioxidantes   Bioacumulação   Estresse oxidativo   Genotoxicidade   Ecotoxicologia

Resumo

O estudo tem por objetivo elucidar a biodisponibilidade/bioacumulação, os mecanismos de ação e danos biológicos relacionados a exposição de organismos aquáticos a metais e nanopartículas metálicas (NP) que são fundamentais para a avaliação do impacto ambiental de material particulado atmosférico (MPA) em ecossistemas continental e marinho e responder as seguintes questões: (i) Qual a efetiva biodisponibilidade de metais e NP metálicas nos organismos aquáticos? (ii) Uma vez absorvidos, quais os tecidos e organelas celulares impactadas? (iii) Que respostas genéticas, bioquímicas e morfológicas são induzidas pela exposição ao MPA? (iv) A partir de que concentração as NP induzem efeitos adversos? O estudo será desenvolvido com amostras de MPA coletados próximos ao Complexo Tubarão, Espírito Santo, Brasil, no biotério aquático do Instituto do Mar (DCM) da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Campus Baixada Santista (Santos, SP) utilizando o crustáceo, Litopenaeus vannamei e o molusco Perna perna e peixe, Centropomus parallelus . Os animais serão expostos a pelo menos 2 concentrações de MPA (grupos MPA) e os respectivos grupos controles (grupos C) serão mantidos em água sem adição de MPA. A duração da exposição será determinada após a avaliação da dinâmica de bioacumulação dos metais e NPs presentes no MPA. Após exposição, amostras de hemolinfa, brânquias, hepatopâncreas ou glândula digestiva, gônadas e músculo serão retiradas e armazenadas a -80 °C para as análises que serão efetuadas posteriormente: quantificação de metais e NPs nos tecidos e partição subcelular, internalização de NPs, análises genotoxicas, moleculares e bioquímicas. A determinação da dinâmica de bioacumulação total, bioacumulação diferencial em órgãos e tecidos será efetuada após liofilização e digestão ácida das amostras e efetuada análise multielementar em ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry). Para as análises subcelulares, os tecidos homogeneizados serão submetidos as centrifugações diferenciais utilizando procedimentos de temperatura e digestão ácida. Os metais serão quantificados nas mitocôndrias (P3), lisossomos e microssomas (P4), enzimas e proteínas sensíveis ao calor (P5). A presença dos metais nestes fracionamentos subcelulares serão agrupados conjuntamente em Metais Biologicamente Ativos (MBA). Enquanto os metais quantificados em grânulos (P2) e no sobrenadante final, contendo proteína estável ao calor e proteína tipo metalotioneína (S5) serão agrupadas como Metais Biologicamente Detoxificados (MBD). Os metais serão dosados no ICP-MS nos seguintes fracionamentos subcelulares: mitocôndrias (P3), lisossomos e microssomas (P4), proteínas sensíveis ao calor, enzimas (P5) (MBA), grânulo (P2), proteína estável ao calor e proteína tipo metalotioneína (S5) (MBD), núcleos e restos celulares (S2). As avaliações genotóxicas e mutagênicas serão efetuadas utilizando o teste Cometa e micronúcleo e as respostas moleculares/bioquímicas serão avaliadas pela produção de espécies reativas de O2 (EROs), atividade das enzimas de biotransformação (fase I, EROD e de fase II, glutationa S-transferase, GST), defesas antioxidantes (superóxido dismutase, SOD; catalase, CAT; glutationa peroxidase, GPx), níveis de glutationa (GSH) e metalotioneína (MT) e os biomarcadores de estresse oxidativo: peroxidação lipídica (LPO) e proteínas carboniladas (PCO).

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