Avaliação da toxicidade da emodina e sua associação com radiação ultravioleta A em cepas de Escherichia coli e células da linhagem A549

A emodina é uma antraquinona estruturalmente semelhante à aloe-emodina e ambas tem sido apontadas como capazes de causar lesões oxidativas pela produção de ERO. Sua presença em produtos dermocosméticos e de higiene pessoal, associada às informações de que a fotoativação de antraquinonas levaria ao aumento de lesões oxidativas causadas por ERO, torna relevante o estudo da associação da emodina com a radiação UVA. O objetivo desse trabalho foi avaliar a citotoxicidade induzida pela associação da emodina com doses subletais de radiação UVA, em células de Escherichia coli (selvagem e cepas deficientes em enzimas do BER), através de ensaios de sobrevivência bacteriana (taxa de dose de UVA igual a 20J/m/s, totalizando 108kJ/m ao final de 90min de experimento), e em células da linhagem A549 pela exclusão do corante azul de tripan e sobrevivência clonogênica(taxa de dose de UVA igual a 20J/m/s, totalizando 36kJ/m ao final de 30min de experimento). Além disso, a genotoxicidade desses agentes foi estudada por eletroforese em gel de agarose de DNA plasmidial (taxa de dose de UVA igual a 16J/m/s, totalizando 57,6kJ/m ao final de 60min de experimento). De acordo com os resultados: i) Concentrações iguais ou abaixo de 5,55mM de emodina não alteraram a sobrevivência em nenhuma das cepas estudas; ii) As proteínas Xth e Fpg parecem ter um papel importante no reparo das lesões causadas pela emodina, em altas concentrações, sugerindo a participação do reparo por excisão de bases (BER) nesse processo; iii) A associação da emodina com a radiação UVA se mostrou citotóxica em todas as cepas de E. coli; iv) O gene nfo foi o mais importante na resistência bacteriana às lesões induzidas pela associação dos dois agentes, reforçando o envolvimento do BER e indicando uma possível participação do reparo por incisão de nucleotídeos (NIR); v) A emodina parece ter interagido com o DNA plasmidial, alterando seu padrão de migração no gel de agarose; vi) Em células da linhagem A549, a emodina causa efeitos tóxicos imediatos que parecem ser reparados ao longo do tempo. Porém, quando a droga permaneceu por 24 horas em contato com as células, houve uma diminuição na sobrevivência celular que parece ser dosedependente; vii) As concentrações de 10μM e 25μM de emodina, quando associadas ao UVA, se mostraram responsáveis pela redução de mais de 50% na sobrevivência nas células A549, chegando a 100% de morte quando a concentração de emodina foi de 50μM; viii) A radiação UVA potencializou os efeitos citotóxicos da emodina, nos 2 modelos experimentais do presente estudo, indicando que a interação da emodina com a radiação UVA seja genotóxica e portanto prejudicial à saúde.

Emodin is an anthraquinone structurally similar to aloe-emodin and both have been identified as capable of causing oxidative damage by ROS production. Its presence in skin cosmetics and toiletries, associated to the information that the photoactivation of anthraquinones leads to increased oxidative damage caused by ROS, make studies about the association of emodin with UVA relevant. The aim of this study was to evaluate the cytotoxicity induced by the combination of emodin with sublethal doses of UVA radiation in Escherichia coli cells (wild strain and strains deficient in enzymes of BER) by bacterial survival assay (UVA dose rate equal to 20J/m/s, totaling 108kJ/m at the end of 90min of experiment); and in A549 cell line by trypan blue exclusion assay and clonogenic survival(dose rate of UVA equal to 20J/m/s, totaling 36kJ/m at the end of 30 minutes of experiment). Furthermore, the genotoxicity of these agents was studied by electrophoresis on agarose gel of plasmid DNA (dose rate of UVA equal to 16J/m/s, totaling 57,6kJ/m at the end of 60 minutes of experiment). According to the results: i) concentrations equal or below 5.55mM of emodin did not affect the survival in any of the studied strains; ii) proteins Xth and Fpg appear to have an important role in the repair of lesions induced by emodin, at high concentrations, suggesting the involvement of base excision repair (BER) in this process, iii) the association of emodin with UVA showed to be cytotoxic in all strains of E. coli iv) The nfo gene was the most important in bacterial resistance to damages induced by the association of the two agents, reinforcing the involvement of BER and indicating a possible role of the nucleotide incision repair (NIR), v) emodin appears to have interacted with plasmid DNA, altering its migration pattern in the agarose gel; vi) in A549 cell line, emodin caused immediate toxic effects that seemed to be repaired with time. However, when the drug remained for 24 hours in contact with the cells, there was a reduction in cell survival which seems to be in a dose dependent mode, vii) The concentrations of 10μM and 25μM of emodin, when associated with UVA, were responsible for a survival reduction of more than 50% survival in A549 cells, reaching 100% of death with the concentration of 50μM of emodin, viii) UVA radiation potentiates the cytotoxic effect of emodin in two experimental models in the present study, indicating that this interaction is genotoxic and therefore harmful to health.