Efeito do cádmio (Cd2+) no metaboloma e fisiologia de macroalgas vermelhas Brasileiras

Autor(es)

Luiza de Araújo Motta

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ)
• Data de defesa: 2021-10-21

Membros da banca

Pio Colepicolo; Carlos Takeshi Hotta; Claudio Martin Pereira de Pereira; Maurício Yonamine

• Orientador: Pio Colepicolo

Resumo

As algas são organismos fundamentais para o processo de evolução da vida terrestre, principalmente por representarem as principais fontes de oxigênio e matéria orgânica, sendo responsáveis por até mais da metade da atividade fotossintética global. Além disso, as algas desempenham um importante papel nas transformações energéticas, nas reciclagens dos nutrientes e representa a base da cadeia alimentar nos ambientes aquáticos. Devido a essas e outras funções ecológicas desempenhadas, as algas marinhas possuem um grande potencial para os estudos ecotoxicologicos, o que a atribui uma importante aplicacao quanto a conservacao ambiental, podendo atuar como bioindicadores e/ou biorremediadores de poluentes. Os efeitos danosos dos metais não essenciais, incluindo o cádmio (Cd2+), em ambientes aquáticos já são amplamente conhecidos e se relacionam principalmente com o desbalanço do sistema redox celular. A análise metabolômica tem se tornado uma importante ferramenta de análise ambiental, e a alta sensibilidade da técnica utilizada garante um diagnóstico toxicológico precoce e eficiente. Esse estudo teve como o objetivo principal, compreender melhor o efeito ao nível metabólico da exposição do Cd2+ frente a macroalga vermelha brasileira testada de maior resistência. Para tal, as macroalgas Gracilaria domingensis, Crassyphycus caudatus e Hypnea spinella foram cultivadas em água do mar natural e expostas a concentrações crescentes de Cd2+, onde foi avaliado o crescimento diário para cada espécie. A partir das curvas de crescimento obtidas no cultivo, selecionou-se a espécie de maior resistência e mais um ensaio toxicológico foi elaborado para a determinação do IC50 de exposição do Cd2+. A partir desses resultados, foi avaliado o efeito da exposição do Cd2+ no metabolismo da macroalga selecionada, inclusive em concentrações legalmente permitidas pelo Conama em ambientes marinhos. O metabolismo foi avaliado ao nível fotossintético (medidas de fluorescência) e metabólico (metaboloma com cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas CGMS). Os dados metabolômicos foram normalizados e escalonados para serem comparados em testes estatísticos multivadiados (PCA e OPLS-DA). Osresultados dos ensaios toxicológicos indicaram a espécie de maior resistência como sendo C.caudatus com um IC50 de 3 mg/L de Cd2+, podendo ser observado com 48h de exposição. As medidas fotossintéticas apontaram alterações em alguns dos parâmetros analisados inclusive nas concentrações permitidas ambientalmente no território nacional. Nas análises de metaboloma diversas alterações pontuais foram detectadas, porém, o perfil metabólico total foi considerado estatisticamente diferente do observado no grupo controle apenas na maior concentração de Cd2+ avaliada, seu IC50 (3 mg/L). Essas diferenças mostraram significativa alteração em 6 vias metabólicas, onde os principais resultados estão relacionados à uma maior atividade da fotorrespiração, onde sugerimos como uma tentativa da macroalga em manter o fluxo de carbono afetado pela redução da atividade fotossintética. Importantes vias de produção de antioxidantes celulares também foram observadas mais ativas na presença do metal, indicando um possível mecanismo de defesa contra os danos oxidativos causados pelo metal. Além disso, foi detectado uma maior atividade do metabolismo do glicerol, sugerido como uma necessidade celular de biodisponibilidade de glicerofosfolipídeos para o isolamento dos íons metálicos absorvidos em vesículas e/ou um aumento na degradação de triglicerídeos armazenados para a obtenção de energia prejudicada pelos danos oxidativos. O entendimento das alterações metabólicas desencadeadas pelo Cd2+ em conjunto com a detecção dos mecanismos de defesa desempenhado pela macroalga, refletem um importante diagnóstico dos possíveis danos causados pela poluição no ambiente marinho. (AU)

• Processo FAPESP: 18/10216-4 - Análise dos efeitos bioquímicos observados em espécies de macroalgas vermelhas brasileiras frente ao metal cádmio
• Beneficiário: Luiza de Araujo Motta
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado