Elucidating the toxicity of methyl parathion, imazapic, isoxaflutole, and chlorantraniliprole on human hepatocarcinoma cells and bioinspired membranes

Autor(es)

dos Santos, Daniela Mayra ; Rubira, Rafael J. G. ; Salzedas, Gabriela P. ; Kobal, Mirella B. ; Moreira, Lucas G. ; Toledo, Karina A. ; Aoki, Pedro H. B. ; Dewolf, Christine ; Camacho, Sabrina A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS; v. 490, p. 11-pg., 2025-02-27.

Resumo

Pesticides have boosted agricultural productivity but pose significant risks to environmental and human health. The intensification of agriculture has driven widespread pesticide use, with 66 % of global consumption allocated to sugarcane, soybean and corn. Sugarcane, a major monoculture in Brazil, India, and China, has driven a 700 % increase in pesticide use in Brazil over the past 40 years. Commonly used pesticides in Brazilian sugarcane farming include methyl parathion (PM), imazapic (IM), isoxaflutole (IS), and chlorantraniliprole (CL). Despite regulatory efforts by governmental agencies worldwide, the long-term toxicity of these substances on human health remains insufficiently studied. This study evaluates the cytotoxicity of PM, IM, IS, and CL at concentrations regulated by governmental agencies in human hepatocarcinoma (HepG2) cells. Given the liver's role in metabolizing xenobiotics, it is especially vulnerable to pesticide-toxicity. MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5diphenyltetrazolium bromide) and LDH (lactate dehydrogenase release) assays, alongside confocal microscopy, showed reduced cell viability and impaired membrane integrity, with progressive toxicity (from 24 to 96 h), primarily impacting mitochondrial activity. Surface pressure-area (pi-A) isotherms, compressibility (CS-1), and atomic force microscopy (AFM) revealed distinct pesticide incorporation mechanisms into Langmuir monolayers of HepG2 lipid extracts, used as membrane models. The findings underscore the hepatotoxicity of PM, IM, IS, and CL, even at concentrations regulated by governmental agencies, emphasizing their potential human health hazards. (AU)

• Processo FAPESP: 20/05423-0 - Detecção de agrotóxicos (coquetel) utilizados nas lavouras de cana-de-açúcar e o efeito destes sobre sistemas biológicos
• Beneficiário: Rafael Jesus Gonçalves Rubira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 22/15310-4 - Avaliação do efeito citotóxico cumulativo de agrotóxicos aplicados em lavouras de cana-de-açúcar em células derivadas de carcinoma pulmonar humano (A549)
• Beneficiário: Gabriela Peres Salzedas
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 20/15854-9 - Modulando reações fotoquímicas em monocamadas lipídicas de Escherichia coli com mecanismos de inserção dos fotossensibilizadores eosina decil éster e azul de toluidina-O
• Beneficiário: Lucas Gontijo Moreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 21/14500-1 - Em direção a convergência das terapias fotodinâmica (TFD) e fototérmica (TFT) em cultivo in vitro de células derivadas de melanoma
• Beneficiário: Mirella Boaro Kobal
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 24/15686-0 - Abordagem multifuncional de nanoestruturas de ouro recobertas com sílica: combinando o diagnóstico de células cancerosas circulantes com a fototerapia tumoral
• Beneficiário: Sabrina Aléssio Camacho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 23/17867-9 - Abordagem multifuncional de nanoestruturas de ouro recobertas com sílica: combinando o diagnóstico de células cancerosas circulantes com a fototerapia tumoral
• Beneficiário: Sabrina Aléssio Camacho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 21/11344-9 - Avaliação da citotoxicidade de agrotóxicos empregados em lavouras de cana-de-açúcar no cultivo in vitro de células derivadas de hepatocarcinoma humano (HepG2)
• Beneficiário: Daniela Mayra dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 22/02189-2 - Nanoestruturas plasmônicas para sinergia das terapias fotodinâmica (TFD) e fototérmica (TFT) em células tumorais
• Beneficiário: Pedro Henrique Benites Aoki
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Processo FAPESP: 14/11408-3 - EMU concedido no processo 2013/14262-7: microscópio confocal
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 22/15041-3 - Desvendando as interações moleculares de pesticidas em membranas biomiméticas de células de hepatocarcinoma humano (HepG2)
• Beneficiário: Daniela Mayra dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica