Efeitos da exposição ao malathion em Colossoma macropomum: aspectos bioquímicos, histopatológicos e genéticos
Carregando...
Arquivos
Data
Autores
Orientador(a)
Coorientador(a)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Resumo
O malathion é um inseticida organofosforado utilizado no controle de pragas agrícolas e
combate a vetores de doenças. Estudos com peixes demonstram que os inseticidas são
capazes de promover a expressão diferencial de genes envolvidos em eventos de
tumorigênese, inclusive do supressor tumoral tp53. Em mamíferos o grau e a duração da
condição estressante é determinante para definir qual via tp53-dependente será ativada.
Nos peixes, porém, não está claro se a regulação de genes anti e pro-oxidantes alvos de
tp53 segue o mesmo padrão descrito para mamíferos. Além disso, as respostas dos peixes
após exposição aos inseticidas podem variar dependendo do tempo de exposição e dos
mecanismos ativados pelos peixes para minimizar os impactos do contaminante. Portanto,
o objetivo geral do estudo foi compreender os efeitos do malathion para o tambaqui, por
meio da análise de múltiplos biomarcadores, e como ocorre a modulação dos mecanismos
de defesa do peixe para lidar com esses efeitos. No primeiro capítulo, foi determinada a
concentração letal capaz de matar 50% dos indivíduos (CL50-96 h) e, posteriormente os
peixes foram expostos subletalmente ao malathion (7,30 mg L
-1
) por 96 h. O inseticida
promoveu o aumento na atividade de enzimas de biotransformação e antioxidante e
redução na produção de espécies reativas de oxigênio. A respiração mitocondrial e a
atividade da enzima acetilcolinesterase permaneceram constantes em ambos os grupos,
porém, os peixes expostos ao inseticida apresentaram severos danos histopatológicos
branquiais e aumento da expressão proto-oncogene ras. O segundo capítulo avaliou se o
tempo de exposição ao malathion afetou diferencialmente as respostas bioquímicas do
tambaqui. Os peixes foram expostos durante 6, 12, 24, 36 e 48 h ao inseticida (6,54 mg
L
-1
). Mesmo nas primeiras horas de exposição, a atividade da acetilcolinesterase foi
mantida constante entre os grupos, indicando ausência de neurotoxicidade. Danos
oxidativos ocorreram precocemente nas primeiras seis horas de exposição e foram
acompanhados pela ativação das defesas antioxidantes. A respiração mitocondrial foi
diferencialmente afetada pelo tempo de exposição ao inseticida, indicando que o
tambaqui busca manter a homeostase e a demanda de ATP. No terceiro capítulo foi
avaliada a expressão de genes-alvo que participam da via de regulação do supressor
tumoral tp53 e processos cancerígenos no tambaqui após exposição ao malathion. Os
peixes foram expostos ao inseticida por 6 e 48 h e a expressão de 10 genes de interesse
foi avaliada no fígado. O inseticida induziu aumento nos transcritos de tp53 e expressão
diferencial de genes relacionados a via de regulação de tp53. Os peixes expostos ao
malathion apresentaram aumento nos transcritos de genes de resposta ao dano no DNA
(atm/atr), do gene pro-apoptótico bax, do proto-oncogene mdm2 e do antioxidante sesn1,
bem como a regulaçao negativa do anti-apoptótico bcl2. O inseticida promoveu aumento
nos transcritos de hif-1 em 6 e 48 h, porém a expressão do proto-oncogene rasfoi similar
entre os grupos. Tomados em conjunto, os resultados demonstram que o tambaqui
apresenta resistência ao malathion, possivelmente devido a ativação dos mecanismos de
defesa que minimizam os impactos do contaminante, porém os efeitos adversos do
inseticida são evidentes. No nível transcricional, em condições de estresse severo a
ativação de tp53 favorece a resposta apoptótica. Para as condições testadas no presente
estudo, a regulação diferencial de genes supressores tumorais e proto-oncogenes é um
indicativo de que o malathion pode predispor os peixes ao risco de tumorigênese.
Abstract
Malathion is an organophosphate insecticide used to control agricultural pests and combat
disease vectors. Studies with fish demonstrate that insecticides are able to promote the
differential expression of genes involved in tumorigenesis events, including the tumour
suppressor tp53. In mammals, the degree and duration of the stressful condition is crucial
to define which tp53-dependent pathway will be activated. In fish, however, it is unclear
whether the regulation of tp53 target anti and pro-oxidant genes follows the same pattern
described for mammals. In addition, fish responses after exposure to insecticides may
vary depending on exposure time and mechanisms activated by fish to minimize
contaminant impacts. Therefore, the general goal of the study was to understand the
effects of malathion on tambaqui, through the analysis of multiple biomarkers, and how
fish defense mechanisms are modulated to deal with these effects. In the first chapter, the
lethal concentration capable of killing 50% of the individual was determined (LC50-96 h)
and, later, the fish were sublethally exposed to malathion (7.30 mg L
-1
) for 96 h. the
insecticide promoted an increase in the activity of biotransformation and antioxidant
enzymes and a reduction in the production of reactive oxygen species. Mitochondrial
respiration and acetylcholinesterase enzyme activity remained constant in both groups.
However, fish exposed to the insecticide showed severe histopathological gill damage
and increased ras proto-oncogene expression. The second chapter evaluated whether the
duration of exposure to malathion differentially affected the biochemical responses of
tambaqui. The fish were exposed for 6, 12, 24, 36 and 48 h to the insecticide (6.54 mg L
-
1
). Even in the first hours of exposure, acetylcholinesterase activity was kept similar in
both, control and exposed to malathion groups, indicating absence of neurotoxicity.
Oxidative damages occurred early within the first six hours of exposure and was
accompanied by activation of antioxidant defenses. Mitochondrial respiration was
differentially affected by the length of exposure to the insecticide, indicating the tambaqui
seeks to maintain homeostasis and ATP demand. In the third chapter, the expression of
target genes that participate in the regulation pathway of the tumour suppressor tp53 and
tumorigenesis processes in tambaqui after exposure to malathion was evaluated. The fish
were exposed to the insecticide for 6 and 48 h and the expression of 10 genes of interest
was evaluated in the liver. The insecticide induced an increase in tp53 transcripts and
differential expression of genes related to the tp53 regulatory pathway. Fish exposed to
malathion showed an increase in transcripts of DNA damage response genes (atm/atr),
pro-apoptotic gene bax, proto-oncogene mdm2 and antioxidant sesn1, as well as down regulation of anti-apoptotic bcl2. The malathion promoted an increase in hif-1
transcripts at 6 and 48 h, but the expression of the proto-oncogene ras was similar in both
groups. Taken together, the results demonstrate that tambaqui has some resistance to
malathion, possibly due to the activation of defense mechanisms that minimize the
impacts of the contaminant, but the adverse effects of the insecticide are evident. At the
transcriptional level, under severe stress conditions the activation of tp53 favors the
apoptotic response. For the conditions tested in this study, the differential regulation of
tumour suppressor genes and proto-oncogenes is an indication that malathion may
predispose fish to the risk of tumorigenesis.
Descrição
Palavras-chave
Citação
DOI
ISSN
Coleções
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como CC0 1.0 Universal