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

• Processo: 20/15253-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2020
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2022
• Área de 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antioxidantes | bioacumulação | Estresse oxidativo | Genotoxicidade | Nanopartícula metálica | partição subcelular | 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).

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DUARTE, LUIS FELIPE DE ALMEIDA; ORTEGA, ANDRESSA DOS SANTOS BARBOSA; NOBRE, CAIO RODRIGUES; SADAUSKAS-HENRIQUE, HELEN; GUSSO-CHOUERI, PALOMA KACHEL; SOUZA, IARA COSTA; CARVALHO, MARIANA, V; WUNDERLIN, DANIEL ALBERTO; FERNANDES, MARISA NARCISO; PEREIRA, CAMILO DIAS SEABRA. Coastal fallout of settleable particulate matter: Metal bioaccumulation and sublethal toxicity in estuarine bivalves with implications for human health. Marine Pollution Bulletin, v. 220, p. 17-pg., 2025-07-17. (22/09868-2, 19/08491-0, 22/10154-4, 21/02245-7, 20/15253-5, 22/06151-0)

DUARTE, LUIS FELIPE DE ALMEIDA; ORTEGA, ANDRESSA DOS SANTOS BARBOSA; PACO, MARINA DE SOUZA; SADAUSKAS-HENRIQUE, HELEN; CESAR-RIBEIRO, CAIO; SOUZA, IARA COSTA; MONTEIRO, RAFAELLA; MONFERRAN, MAGDALENA VICTORIA; WUNDERLIN, DANIEL ALBERTO; FERNANDES, MARISA NARCISO; et al. Settleable atmospheric particulate matter harms a marine invertebrate: Integrating chemical and biological damage in a bivalve model. Science of The Total Environment, v. 881, p. 10-pg., 2023-04-12. (22/09868-2, 19/08491-0, 20/15253-5, 21/02245-7)