Estudo dos efeitos biológicos da poliamina putrescina em diferentes organismos-teste

Autor(es)

Franco Dani Campos Pereira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Rio Claro. 2017-07-18.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências. Rio Claro
• Data de defesa: 2017-05-19
• Orientador: Maria Aparecida Marin Morales; Grasiela Dias de Campos Severi Aguiar

Resumo

A qualidade das águas superficiais e subterrâneas tem sido ameaçada por diferentes fontes de contaminação ambiental. Os cemitérios têm se destacado neste quesito, principalmente por disponibilizar para o ambiente um líquido produzido pela decomposição cadavérica, denominado de necrochorume. O necrochorume é rico em substâncias químicas, dentre elas a poliamina putrescina, uma substância que desempenha importantes funções fisiológicas nos organismos. Porém, se essa substância se apresenta em concentrações maiores que as fisiológicas, pode desencadear problemas para os organismos expostos, pois, devido à sua alta bioatividade, passa a ser um contaminante perigoso para os seres vivos. Como esse tipo de contaminação tem sido pouco estudada ecotoxicologicamente, este trabalho é pioneiro nesta abordagem. Para a avaliação dos efeitos biológicos desencadeados pela exposição à diferentes concentrações de putrescina, foram realizados diversos ensaios com diferentes bioindicadores. Ensaios biológicos, in vitro e in vivo, foram desenvolvidos com os organismos testes Allium cepa, Salmonella typhimurium, cultura de células humanas (HepG2) e ratos Wistar. Em células meristemáticas de A. cepa foram avaliados o potencial genotóxico, por meio do teste de aberrações cromossômicas, e mutagênico, por meio da análise de micronúcleos. As células meristemáticas expostas a concentração de 23 mg/kg de putrescina apresentaram aumento significativo no índice de mutagenicidade e aumento na frequência de aderências cromossômicas, indicando uma ação aneugênica da substância. O potencial mutagênico da putrescina foi avaliado pelo teste de Ames, com as linhagens de S. typhimurium TA 98 e TA 100 (com e sem fração metabolizadora). Foi observada uma resposta positiva para as duas linhagens utilizadas, após ativação metabólica, mostrando que a metabolização da putrescina aumenta seu potencial de causar mutações no DNA. Foram desenvolvidos com células HepG2, testes de citotoxicidade (MTT e resazurina), genotoxicidade (cometa), de mutagenicidade (micronúcleo com bloqueio de citocinese). Também foram avaliados nestas células os padrões de expressão gênica para genes envolvidos com a via de metabolização de xenobióticos, na resposta a danos no reparo do DNA e estresse oxidativo. Os testes de citotoxicidade permitiram selecionar concentrações não citotóxicas para a realização dos demais experimentos com HepG2. Foram estabelecidas as concentrações de 46,3, 138,9, 231,5 e 324,1 mg/kg, correspondendo respectivamente a 10, 30, 50 e 70 % da DL50 estabelecida para ratazanas (463 mg/kg). No ensaio do cometa, todas as concentrações testadas foram significativas para o critério intensidade da cauda, enquanto que para os critérios comprimento da cauda e momento da cauda, apenas as concentrações de 10 e 50 % foram significativas. Houve aumento da frequência de MN para as concentrações de 10, 30 e 50 %, enquanto que a frequência de alterações nucleares (brotos e pontes) foram significativas somente para a maior concentração testada (70 %). A expressão de genes relacionados ao estresse oxidativo aumentaram, em relação ao grupo controle. Houve também aumento da expressão dos genes de reparo do DNA, principalmente para as concentrações de 10 e 50 %. Os genes relacionados ao metabolismo de xenobióticos tiveram maior expressão nas células expostas às maiores concentrações. Esses resultados indicam uma ação genotóxica e mutagênica da putrescina para células HepG2 e mostram que a substância foi capaz de modular os níveis de expressão gênica desses genes estudados. Os ratos Wistar foram expostos, por gavage, a três diferentes concentrações de putrescina (10, 30 e 50 % da DL50), durante 56 dias consecutivos. Foram avaliados parâmetros biométricos, hematológicos e bioquímicos, que forneceram informações sistêmica sobre o potencial tóxico da substância. Os animais expostos apresentaram parâmetros alterados para o peso de órgão como fígado, rim, pulmão; alterações nos índices hematológicos (aumento de células vermelhas, plaquetas e células do sistema imunológico); e alterações nos parâmetros bioquímicos, como distúrbios nos índices glicêmicos e colesterolêmicos. O potencial genotóxico da putrescina foi avaliado em células sanguíneas dos ratos, por meio do ensaio do cometa e do teste do micronúcleo em medula óssea. Nestes organismos, a putrescina se mostrou genotóxica para todos os grupos expostos, porém em maior intensidade no grupo exposto à menor concentração (46,3 mg/kg). Essa mesma concentração induziu um aumento significativo de eritrócitos policromáticos micronúcleados (EPCMN), confirmando o seu potencial genotóxico. Foram também avaliados parâmetros reprodutivos como contagem de espermatozoides nos testículos e nos epidídimos, expressão proteica de enzimas envolvidas na biossíntese de testosterona, alterações morfológicas, morfométricas e estereológicas nos testículos e morfológicas nos epidídimos, além de avaliação do estresse oxidativo nos testículos e nos epidídimos. Os resultados demonstraram forte ação da putrescina sobre os índices reprodutivos, como diminuição na produção espermática, diminuição na expressão de enzimas importantes para a biossíntese de testosterona (CYP11A1, 17β-HSD e StAR) e indução de estresse oxidativo e alterações morfológicas. (AU)

• Processo FAPESP: 13/08279-4 - Estudo dos efeitos biológicos da diamina putrescina em diferentes organismos teste
• Beneficiário: Franco Dani Campos Pereira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado