Characterization of the toxic potential of nanomaterials using in vitro cell models

Os nanomateriais são estruturas com uma ou mais dimensões inferiores a 100 nanómetros. Devido à sua pequena dimensão, as nanopartículas apresentam atributos únicos, tais como a sua elevada área superficial relativamente à sua massa, reactividade ou força tênsil. Estas características influenciam grandemente algumas das propriedades dos nanomateriais, como a sua hidrofobicidade, carga ou toxicidade. As propriedades das nanopartículas tornam-nas também muito úteis para o Homem, sendo aplicadas em medicina, farmácia, electrónica, cosmética, vestuário e biotecnologia, entre outras. O aumento de produção e utilização de nanomateriais tem vindo a aumentar também a possibilidade de exposição humana a este tipo de partículas, levando a preocupações relativas ao risco de toxicidade aguda ou crónica. A exposição humana pode ocorrer por diversas vias, sendo as mais relevantes a via inalatória, ingestão ou contacto com a pele. Dependendo do material e do órgão-alvo, a exposição a nanomateriais pode conduzir a diferentes consequências biológicas: a nível dos órgãos, os nanomateriais podem levar a inflamação ou a supressão do sistema imunitário e, a nível celular e molecular, a perturbações na estrutura e integridade do genoma, assim como a interacções com moléculas biológicas e inibição da actividade proteica, entre outras consequências. Um dos nanomateriais mais utilizados são os nanotubos de carbono. Estes são constituídos por grafite cilíndrica disposta numa única camada (designados nanotubos de carbono de parede simples) ou em várias (nanotubos de carbono de parede múltipla). Os nanotubos de carbono apresentam propriedades como resistência e condutividade que os tornam muito úteis em aplicações como aparelhos electrónicos, vestuário ou biomedicina; cada vez mais, portanto, se torna provável a exposição ocupacional ou ambiental a este material. A semelhança estrutural destas partículas com fibras de amianto conduziu a questões relativas à sua segurança, pelo que já foram elaborados diversos estudos relativos aos seus efeitos biológicos. Alguns trabalhos sugerem que os nanotubos de carbono têm a capacidade de produzir toxicidade associada a lesões físicas, à produção de danos oxidativos por interacção com mecanismos celulares, ou a morte celular. Outros trabalhos defendem que estas partículas não causam toxicidade relevante. O projecto de dimensão europeia “NANoREG” surgiu da necessidade de ser desenvolvida legislação e regulamentação apoiadas em conhecimento científico e adequadas à produção e ao uso actual de nanomateriais. Este trabalho teve como objectivos principais a determinação do potencial cito- e genotóxico de um conjunto de nanotubos de carbono de parede múltipla (designados NM-400 a NM-403), e a consequente tentativa de associar este potencial às características físico-químicas dos nanomateriais. Com este objectivo, a exposição por via inalatória foi analisada, pelo uso de duas linhas celulares in vitro provenientes de tecidos do tracto respiratório: epitélio pulmonar (células A549) e epitélio brônquico (células BEAS-2B). A citotoxicidade dos nanotubos de carbono foi analisada com base em três parâmetros. Em primeiro lugar, as células foram contadas após a exposição aos nanomateriais utilizando o corante azul de tripanao para excluir as células inviáveis; a contagem foi realizada 3 e 24 horas após a exposição das células aos nanotubos. Os resultados deste ensaio apontam para a ausência de citotoxicidade após a exposição mais curta, e dados inconsistentes após a mais longa. Em segundo lugar, foi realizado o ensaio clonogénico, que se baseia na capacidade das células de se dividirem após a exposição ao agente em estudo. Este ensaio só foi realizado nas células A549 pois as BEAS-2B não permitem a formação de colónias. Os resultados apontam para uma citotoxicidade após a exposição a todos os nanomateriais, cuja intensidade se relaciona directamente com o tamanho das partículas, assim como ao seu diâmetro e área de superfície. Em terceiro lugar, foram calculados dois índices de viabilidade no ensaio dos Micronúcleos, cujo objectivo é avaliar se as células se dividiram durante a exposição aos nanomateriais em comparação com o controlo, e cujos resultados apresentam incoerências em relação aos outros já referidos. Estes dados podem ser justificados pelas diferenças existentes entre os ensaios, como o tempo de exposição ou a densidade celular. Os efeitos genotóxicos dos nanomateriais foram avaliados com recurso aos ensaios do cometa e dos micronúcleos. O primeiro detecta lesões pequenas e reversíveis nas cadeias de DNA, ao passo que o segundo detecta efeitos irreversíveis ao nível cromossómico, tais como quebras ou perdas de cromossomas. Os resultados do ensaio do cometa sugerem que nenhum dos nanomateriais testados é genotóxico, uma vez que em ambas as linhas celulares e em ambos os tempos de exposição, os resultados são negativos. O ensaio dos micronúcleos, por outro lado, aponta para existência de genotoxicidade de dois dos nanomateriais (NM-401 e NM-402) nas células A549, mas não em células BEAS-2B. Uma possível explicação para estes dados aparentemente contraditórios pode residir na hipótese de estes nanotubos de carbono serem compostos com efeitos aneugénicos, mas não clastogénicos: o ensaio dos micronúcleos permite a detecção de ambos os mecanismos de acção, ao passo que o ensaio do cometa só revela a quebra de cadeias de DNA. Outra justificação para os resultados é a possível influência da perda de viabilidade das células analisadas. Com base nos dados do ensaio clonogénico, estas partículas apresentam elevada citotoxicidade, pelo que os resultados dos ensaios de genotoxicidade, em particular do Ensaio do Cometa, poderão ser afectados por estes efeitos. O meio de cultura usado para expor as células aos nanomateriais também é um parâmetro muito relevante na sua toxicidade. Neste trabalho, foram usados meios de cultura com proteínas, que podem ser adsorvidas pelas partículas e formar uma “corona” em seu redor; este processo pode alterar propriedades importantes dos nanomateriais, entre os quais o seu potencial efeito biológico. Também o método usado para conseguir uma dispersão homogénea de nanomateriais pode conduzir a diferenças nos resultados dos ensaios de toxicidade. Neste estudo, foram observados alguns problemas relativos à perda de homogeneidade das dispersões de nanotubos de carbono, o que pode ter conduzido a que as células fossem expostas a massas de partículas de grandes dimensões conjuntamente com partículas individualizadas. O período durante o qual as células são expostas ao nanomaterial é também um aspecto essencial na produção de efeitos tóxicos. Resumindo, este projecto forneceu informações relativas à toxicidade dos nanotubos de carbono que, complementadas pelas conclusões dos restantes parceiros do projecto europeu, poderão contribuir significativamente para a avaliação de risco e criação de legislação relativamente à utilização de nanomateriais. Na linha celular BEAS-2B, nenhum destes nanomateriais parece produzir efeitos tóxicos, quer a nível de célula, quer a nível de genoma, nas condições experimentais utilizadas. Nas células A549, por outro lado, os três nanomateriais testados parecem ser acentuadamente citotóxicos, e dois deles (NM-401 e NM-402) são também genotóxicos. Em relação a perspectivas futuras, pode-se concluir que nem todos os ensaios de toxicidade existentes actualmente são adequados à análise de nanopartículas, pelo que novas metodologias devem ser desenvolvidas e complementadas por ensaios in vivo. Todos os estudos envolvendo nanomateriais deverão também descrever as características físico-químicas dos materiais usados, de forma a se poderem comparar os resultados com os de outros trabalhos.

Alteraciones en el material genético de pintores de carros expuestos a solventes orgánicos en una localidad de Bogotá

Los solventes orgánicos son sustancias químicas que por sus propiedades físico-químicas son fácilmente inhalados o absorbidos por la piel, pueden causar daños de diversa índole en la salud. En Colombia existen normas que contemplan las medidas de protección, sin embargo persiste la informalidad en el sector de pintores de autos, por lo cual los trabajadores expuestos, a largo plazo pueden ver afectada su salud. En este estudio se analizó la relación entre individuos expuestos laboralmente a los solventes orgánicos versus no expuestos con respecto a la longitud de sus telómeros y formación de fragilidades. Se emplearon muestras de sangre extraídas por venopunción, recolectada en dos tubos: uno con Heparina, destinado al cultivo de linfocitos, para obtener cromosomas metafásicos y evaluar en ellos la presencia de fragilidades; el otro tubo con EDTA, fue empleado para la extracción de ADN y se utilizó para obtener los valores de longitud telomérica mediante la técnica de PCR cuantitativa. Los análisis estadísticos se realizaron aplicando la prueba de rangos de Wilcoxon, en el caso de la presencia de fragilidades se analizó la razón No.Fragilidades/No.Metafases, aplicando el método de Wilcoxon se encontró que existe diferencia estadísticamente significativa entre expuestos y no expuestos (p = 0,036), en donde los expuestos presentan mayor frecuencia de fragilidades. Por otra parte el valor relativo de longitud telomérica del grupo de expuestos fue mayor que el observado en el grupo de no expuestos, esta diferencia fue estadísticamente significativa (Wilcoxon, p = 0.002).

Avaliação da genotoxicidade induzida por emissões de veículos automotores - Ctenomys minutus como organismo bioindicador

Existe um número crescente de componentes químicos lançados ao meio ambiente, muitos dos quais são capazes de induzir efeitos danosos adversos à saúde de animais e humanos, representando uma causa importante de preocupação por seus possíveis efeitos a longo prazo. O impacto ecológico e os riscos a saúde dos organismos associados com a exposição a poluentes ambientais são extremamente difíceis de se avaliar devido a muitos desses componentes serem parte de misturas complexas. Os gases produzidos pelos motores dos veículos à combustão contém diversos poluentes sabidamente genotóxicos, como óxidos de nitrogênio (NOX), monóxido de carbono (CO), óxidos de enxofre (SOx), hidrocarbonetos (HC) e seus derivados, bem como particulados, e metais (cádmio, cromo, cobre, níquel, vanádio, zinco e chumbo). Todos esses compostos isolados ou associados a outros elementos são tóxicos ou de efeito danoso aos organismos, de forma não totalmente esclarecida. Este estudo teve como objetivo verificar o possível efeito genotóxico das emissões dos automóveis em roedor nativo Ctenomys minutus cronicamente exposto, através do Ensaio Cometa (EC), comparando os resultados com o Teste de Micronúcleos (MN), ambos em sangue periférico. Levando em consideração alguns fatores que pudessem influenciar os resultados dos testes de genotoxicidade, este trabalho ainda teve como objetivos: identificar a presença de alguns agentes envolvidos na poluição gerada pelos veículos; verificar possíveis diferenças sazonais, como temperatura e ventos; e se existe influência da idade e sexo dos roedores. Os C. minutus (Octodontidae-Rodentia), foram capturados em dois campos diferentes, ambos ao lado da estrada RS/030, na cidade de Osório, Estado do Rio Grande do Sul (RS): (a) Amaral, e (b) Weber. Animais para controle externo foram capturados no Campo Maribo à cerca de 3 km de distância de outra estrada (RS/389-Osório/RS), conseqüentemente afastada das emissões dos veículos. No final do período desse estudo, foram capturados 123 animais (73 fêmeas e 50 machos).

Avaliação das alterações citopatológicas da mucosa bucal clinicamente normal exposta a carcinógenos

Inúmeros fatores estão relacionados ao desenvolvimento do câncer, no caso das neoplasias de boca, o tecido epitelial esta constantemente em contato com diversos carcinógenos. O objetivo deste estudo é avaliar as alterações citopatológicas de três sítios anatômicos da mucosa bucal normal com maior risco para o desenvolvimento do câncer de boca e expostas aos agentes carcinógenos presentes no fumo e no álcool. Foram considerados 3 sítios anatômicos de maior prevalência de câncer bucal. A amostra foi constituída de 68 indivíduos, sendo 21 do grupo controle, 28 do grupo fumo e 19 do grupo fumo/álcool. A avaliação qualitativa através da classificação de Papanicolaou, bem como o Sistema de Bethesda, 2001 Modificado não apresentaram sensibilidade suficiente para detectar alterações incipientes na mucosa bucal, nos sítios anatômicos estudados expostos ao fumo, ao álcool, ou ambos. Na avaliação do padrão de maturação celular, apesar da constatação de alteração na borda da língua de fumantes e no lábio inferior e assoalho de boca de indivíduos que fumam e consomem bebidas alcoólicas diariamente, a variação do padrão de maturação celular foi aleatória não sendo os resultados conclusivos para a detecção de alterações incipientes nos sítios anatômicos estudados da mucosa bucal normal de indivíduos expostos ao álcool e ao fumo. A técnica de micronúcleos foi capaz de detectar uma tendência no aumento de micronúcleos nos indivíduos expostos ao fumo e/ou álcool na mucosa bucal de todos os sítios anatômicos.

Efeitos da quercetina no pulmão de ratos com ligadura de ducto biliar comum : um modelo experimental de síndrome hepatopulmonar

Introdução: A Síndrome Hepatopulmonar (SHP) é definida pela tríade que compreende a presença de doença hepática, aumento do gradiente alvéolo-capilar no ar ambiente e dilatações vasculares intrapulmonares na ausência de doença pulmonar ou cardíaca coexistente. Objetivo: Avaliar o efeito antioxidante do flavonóide Quercetina (Q) no tecido pulmonar de ratos com ligadura de ducto biliar comum, como um modelo experimental de SHP. Matérias e Métodos: Este estudo tem caráter experimental qualitativo e quantitativo, no qual foram utilizados ratos machos Wistar, pesando entre 200 e 300 gramas, divididos em quatro grupos: Controle + Veículo (CO+V), Controle + Quercetina (CO+Q), Cirrose Biliar Secundária + Veículo (CBS+V) e Cirrose Biliar Secundária + Quercetina (CBS+Q). Foram realizadas análises séricas de Aminotransferares (AST e ALT) e Fosfatase Alcalina (FA), gasometria arterial, avaliação da lipoperoxidação (substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico - TBA-RS), quantificação das enzimas antioxidantes Superóxido Dismutase (SOD) e Catalase (CAT), avaliação de nitratos totais, avaliação do dano ao DNA através dos Testes de Micronúcleos e Ensaio Cometa e teste anatomopatológico dos tecidos hepático e pulmonar. O período do experimento foi de 28 dias. A partir do 14º dia os animais receberam Q na dose de 50mg/Kg ou veículo (NaCl 0,9%) no volume de 1mL/Kg de peso corporal intraperitonealmente. Para análise estatística foi realizada análise de variância (ANOVA) seguida de teste de Student-Newman-Keuls, sendo o nível de significância adotado de 5% (P<0,05). Resultados: Constatou-se aumento significativo (P<0,05) das enzimas AST, ALT e FA e diminuição significativa de valores gasométricos de pressão parcial de oxigênio arterial (PaO2) e saturação de oxigênio da hemoglobina (SatO2/Hb) nos animais CBS+V em relação aos demais grupos, e melhora nos parâmetros enzimáticos e gasométricos após o tratamento com Q. Observou-se redução do dano oxidativo através de TBA-RS no pulmão e no fígado. Quanto às enzimas antioxidantes, a Q nos animais cirróticos manteve os valores da SOD, tanto no fígado como no pulmão, semelhantes aos animais controles. A CAT no pulmão manteve-se inalterada e, no fígado, após o uso de Q, permaneceu em seus níveis basais. Na avaliação de nitratos totais observou-se aumento no tecido pulmonar dos ratos cirróticos e após o tratamento com Q redução aos níveis dos controles. Quanto ao dano ao DNA a Q reduziu a freqüência de micronúcleos e o dano ao DNA no fígado e no pulmão dos animais CBS+Q e não mostrou indícios de dano ao DNA nem aumento da freqüência de micronúcleos quando comparados CO+Q com CO+V. No teste anatomopatológico do fígado sinais de necrose e nódulos regenerativos foram atenuados nos animais CBS+Q. No tecido pulmonar, os animais CBS+V desenvolveram alterações pulmonares semelhantes a SHP e após o uso de Q observou-se redução da vasodilatação e da estase sangüínea. Conclusões: Os resultados obtidos sugerem que o flavonóide Quercetina, através do seu potencial antioxidante, provavelmente atenua as alterações pulmonares presentes na SHP, fato que nos estimula a futuras investigações.

Toxicidade genética associada à região hidrográfica do Guaíba através de bioensaios de curta duração

O presente estudo está centrado na avaliação de amostras de água superficial coletadas em 8 pontos distribuídos na Região Hidrográfica do Guaíba que sofrem influência de atividade agrícola, urbana e/ou industrial. Foram realizadas 4 coletas, representativas das quatro estações do ano: setembro de 2000, agosto de 2001, fevereiro de 2002 e maio de 2003. Tais amostras foram avaliadas através do Teste para Detecção de Mutação e Recombinação Mitótica (SMART) em Drosophila melanogaster e do Teste de Micronúcleos com Bloqueio de Citocinese (CBMN) em cultura de linfócitos humanos. Ao mesmo tempo procurou-se correlacionar os dados obtidos com o Teste CBMN com os observados no SMART, na busca de estabelecer o provável mecanismo de ação das genotoxinas presentes nos rios que constituem esta grande área. Os dados obtidos a partir do emprego destas duas metodologias caracterizaram os rios Caí, Jacuí, Taquari, Sinos, Gravataí, Lago Guaíba, na Ponta da Cadeia (GPC) e Arroio Dilúvio, como indutores de toxicidade genética. Estes achados sugerem que, nas condições experimentais aplicadas, os poluentes ambientais induzem uma pluralidade de lesões no material genético das células somáticas, relacionadas com: mutação gênica e recombinação - detectada pelo SMART e/ou mutação cromossômica também diagnosticada pelo CBMN. O conjunto destes dados demonstra que cerca de 50% das amostras testadas (16/32) foram genotóxicas em um ou em ambos os testes. Além disso, o maior número de respostas positivas (4/19) foi observado nas águas provenientes do GPC e do Caí, seguido pelos rios Jacuí e Taquari (3/19), rio dos Sinos e Arroio Dilúvio (2/19), e rio Gravataí (1/19), Na verdade, a análise comparativa dos resultados, demonstrou que o ensaio CBMN foi mais sensível para a detecção de genotoxinas de origem ambiental, já que das 11 amostras classificadas como indutoras de eventos clastogênicos e aneugênicos neste teste somente 3 - Jacuí e Caí (Setembro de 2000), assim como GPC (Fevereiro de 2002) – foram diagnosticadas como positivas no SMART. Entretanto, justifica-se a inclusão do SMART na investigação de amostras ambientais em função deste teste privilegiar a detecção de um parâmetro genético ainda pouco considerado, mas que têm um papel crucial nos eventos relacionados com a carcinogênese – a recombinação homóloga. Desta forma, os dados obtidos através dos ensaios SMART e CBMN podem servir como um alerta relativo ao risco imposto pelas águas da Região Hidrográfica do Guaíba – o que compromete o abastecimento de água potável para mais de um milhão de pessoas. De fato, os principais impactos ambientais no Lago Guaíba são (i) o escoamento de esgotos domésticos de Porto Alegre; (ii) as águas contaminadas, principalmente, dos rios Gravataí e Sinos que desembocam no lago; (iii) efluentes provenientes das indústrias de produtos alimentares, metalurgia e celulose, localizadas nas suas margens; e (iv) grandes lançamentos de dejetos urbanos não tratados provenientes das águas do Arroio Dilúvio.

Quantificação de alterações nucleares nas células epiteliais esfoliadas da mucosa da língua associadas à radiografia panorâmica e análise do padrão de qualidade deste exame

A radioproteção dos pacientes submetidos a exames radiográficos está diretamente ligada à qualidade e à repetição das radiografias realizadas. Esta dissertação é apresentada sob a forma de três artigos. O artigo I avaliou a qualidade de 300 radiografias panorâmicas enviadas a clínicas de ortodontia. As radiografias foram classificadas como excelentes (não se observam erros), aceitáveis para diagnóstico (observam-se erros, contudo os mesmos não impedem o diagnóstico) e inaceitáveis (imagem sem valor diagnóstico). Um total de 16,33% das radiografias foi considerado excelente, 78,66% aceitáveis para o diagnóstico e 5% inaceitáveis. Encontrou-se uma média de 1.54 erros por radiografia, sendo os mais freqüentemente encontrados a falta de contato da língua com o palato (21%), aparecimento de imagens fantasma (19,66%), mento inclinado para cima (15,66%), paciente à frente do plano de foco (13,33%), cabeça girada (13,33%), imagens com alta densidade (10,33%) e com baixa densidade (8,66%). Concluiu-se que os padrões de qualidade da amostra estão de acordo com o preconizado em Guidelines on Radiology Standards for Primary Dental Care, segundo os quais se admite até 10% de imagens inaceitáveis. Contudo, cabe salientar que não se conhece o índice de repetições nas clínicas onde as radiografias da amostra foram obtidas e, tendo passado por um controle de qualidade prévio, todas as imagens deveriam ser classificadas como excelentes ou aceitáveis. O artigo II avaliou a freqüência dos erros que levaram à repetição de radiografias panorâmicas realizadas no Serviço de Radiologia da FO-UFRS. O livro de registros do Serviço mostrou um total de 3815 radiografias panorâmicas realizadas no período de junho de 2002 a junho de 2005. No mesmo período o Serviço apresentou 330 radiografias panorâmicas repetidas, resultando em índice de repetição de 8,65% dos exames. Os erros mais freqüentemente encontrados foram: paciente posicionado à frente do plano de foco (25,15%); cabeça girada para direita ou esquerda (24,84%); cabeça inclinada para frente (21,21%); paciente posicionado atrás do plano de foco (20,30%); imagem com a alta densidade (19,69%); imagem com baixa densidade (17,27%); imagem com baixo contraste (16,96%); imagem com alto contraste (12,72%); cabeça inclinada para direita ou esquerda (12,42%); corte do côndilo na radiografia (11,21); corte do mento na radiografia (8,48%); ausência de contato da língua com o palato (7,27%); paciente se moveu durante a exposição (4,94%); cabeça inclinada para trás (2,72%) e aparecimento de imagem fantasma (2,12%). Encontrou-se uma média de 2,07 erros por radiografia. Conclui-se que os erros mais freqüentemente cometidos foram classificados como erros de posicionamento do paciente e que o Serviço de Radiologia da FO-UFRGS apresenta um índice de repetição de radiografias panorâmicas satisfatório, estando de acordo com os padrões de qualidade estabelecidos pelo Guidelines on Radiology Standards for Primary Dental Care. O artigo III teve por objetivo verificar o efeito da radiação emitida em radiografias panorâmicas sobre as células da borda lateral direita da língua, através da avaliação das alterações nucleares, antes e depois da exposição aos raios X. A amostra foi constituída de 42 indivíduos adultos jovens do gênero masculino, sendo 22 deles pertencentes ao grupo que realizou uma radiografia panorâmica (grupo I) e os outros 20 pacientes pertencentes ao grupo II, que realizou duas radiografias panorâmicas. O exame citopatológico das células esfoliadas da mucosa da língua foi realizado antes da incidência radiográfica e 10 dias após. As células foram obtidas através da raspagem e as lâminas foram coradas pela técnica de Feulgen. Para observação das alterações citopatológicas foram analisadas 2.000 células em cada lâmina e quantificados os micronúcleos, buds, broken eggs, cariorrexes e células binucleadas. As lâminas foram analisadas por um único observador. Constatou-se que existe diferença significativa (p=0,01) para as variáveis broken egg, bud, cariorrexe e célula binucleada antes e depois da exposição à radiação ionizante. Na comparação entre os grupos, verificou-se que as variáveis cariorrexe e célula binucleada apresentaram diferença significativa (p=0,01), ambas com valores superiores para o grupo II.

Efeitos biológicos dos campos eletromagnéticos de ultra alta freqüência

Vários estudos têm sugerido que seres vivos podem ser suscetíveis aos campos eletromagnéticos (CEMs). Os supostos efeitos dos Campos Eletromagnéticos de Ultra Alta Freqüência (CEMUAFs) em sistemas biológicos são pouco conhecidos. Os relatos de um possível efeito biológico dependente da alteração de estados de oxidação entre pares de radicais sugerem um mecanismo de transdução orgânica para os campos. Outros trabalhos obtiveram alterações na sinalização celular e defesas antioxidantes após a exposição CEMUAFs e, tais alterações, poderiam ser um agente causador de doenças como, por exemplo, a leucemia infantil, esta já correlacionada com a exposição aos CEMs. Desta forma o objetivo deste estudo foi investigar se o CEMUAF (834 MHz) poderia interferir com o balanço oxidativo de planárias e ratos, assim como, estudar a participação de enzimas responsáveis pela hidrólise de nucleotídeos, enzimas estas reconhecidas por serem influenciadas pela ação de radicais livres. As planárias foram expostas por 1, 3 e 6 dias (8 h/dia). Após a exposição foi feito um homogenato de todo o corpo de cada animal. Foi encontrado um aumento na atividade da superóxido desmutase (SOD) e um decréscimo na atividade da catalase (CAT) e na defesa antioxidante não-enzimática (TRAP) após 6 dias de exposição. Adicionalmente, houve um aumento na freqüência de micronúcleos (MN) após 3 e 6 dias de exposição. Não houve alteração nos parâmetros de dano oxidativo a lipídios (TBARS) e proteínas (Carbonil) em nenhum dos tempos de exposição. Estes resultados sugerem um aumento nos níveis de radicais livres e de danos aos ácidos nucléicos. Estudos posteriores deverão determinar se estes efeitos apresentam ou não associações do tipo causa e efeito. Foram utilizados três modelos com ratos. No primeiro modelo, animais com idades de 30, 80 e 210 dias foram expostos por 6 dias (7:30 h/dia). Não foram encontradas mudanças nos parâmetros de TRAP, TBARS e Carbonil em nenhuma das idades expostas ao CEMUAF. Estes resultados sugerem que os tempos de exposição utilizados não foram suficientes para causar alguma mudança perceptível nos parâmetros de estresse oxidativo. No segundo modelo, utilizou-se o sangue e fígado dos neonatos expostos ao CEMUAF ainda no útero de suas mães durante todo o seu desenvolvimento embrionário (8:30 h/dia). Não foram encontradas mudanças em nenhum parâmetro oxidativo. Foi encontrado um aumento na freqüência de MN nas hemácias, sugerindo um efeito genotóxico da irradiação do celular afetando o tecido hematopoiético dos fetos. No terceiro modelo, utilizou-se o sangue de ratos adultos (180 dias) expostos por 12 dias (8:30 h/dia). Os níveis da hidrólise de ATP e ADP estavam aumentados no grupo irradiado. Nenhum efeito foi observado nas atividades da SOD e da CAT, sugerindo nenhuma participação de radicais livres nestes resultados. Ainda são necessários muitíssimos estudos para determinar quais os mecanismos transdutores dos CEMUAFs em sistemas biológicos e de que forma esta interação ocorre, porém estes resultados sugerem: (a) um papel para os radicais livres sobre, pelo menos, alguns dos efeitos atribuídos aos CEMUAFs e (b) que os organismos em fase de formação podem ser mais sensíveis aos campos. Por fim, sugerimos que sistemas biológicos podem sofrer a ação da irradiação com uma quantidade de energia muito menor do que a esperada para promover algum efeito no metabolismo.

Avaliação do potencial genotóxico de amostras ambientais da região hidrográfica da bacia do Lago Guaíba

O uso de bioensaios genéticos é uma importante ferramenta na avaliação da contaminação ambiental. Esta poluição, que em grande parte tem origem nas atividades humanas, é liberada no ambiente tendo como destino final, preferencialmente, os corpos d’água. No Rio Grande do Sul, a maior parcela da população e da produção interna do estado estão localizados na Região Hidrográfica do Lago Guaíba, sendo este, por conseqüência, um grande receptor de contaminantes urbanos, industriais e rurais. Neste contexto, o bivalve exótico Limnoperna fortunei (mexilhão dourado) foi escolhido, com base em dados de sua população e distribuição, como possível organismo biomonitor nesta região. Neste estudo, foram padronizadas as metodologias do ensaio cometa e teste de micronúcleos para hemócitos de L. fortunei. A sensibilidade dos mexilhões in vitro, foi avaliada pela exposição das células à radiação ultravioleta e in vivo pela exposição dos organismos aos agentes químicos com potencial genotóxico sulfato de cobre e pentaclorofenol. A radiação ultravioleta induziu uma relação dose resposta, com dano máximo, detectado pelo ensaio cometa, na dose de 4.2 J/m2. Para as avaliações in vivo, os organismos foram expostos aos agentes químicos por duas horas para o ensaio cometa e 24 e 48 horas para o teste de micronúcleos. Ambos compostos induziram danos gerando uma curva dose-resposta. O sulfato de cobre induziu a maior genotoxicidade na dose de 20 μg/ml, apresentando toxicidade em 48 horas de exposição. Para pentaclorofenol, o máximo de dano foi observado na exposição de 150 μg/L em ambos os ensaios. Animais expostos a pentaclorofenol apresentaram 100% de reparação do DNA 2 horas após a exposição. Em exposição dos mexilhões por sete dias a amostras ambientais contaminadas por compostos genotóxicos, também foi possível a detecção de danos por ambos os ensaios. Após a padronização das metodologias e verificação da sensibilidade, o mexilhão dourado foi utilizado para avaliar o potencial genotóxico de amostras de água superficial e sedimento da Bacia do Guaíba. As amostras de água e sedimento foram coletadas em oito pontos da Região Hidrográfica do Lago Guaíba, cinco na região de foz dos principais rios formadores do lago Guaíba (Gravataí, Sinos, Caí, Jacuí e Taquarí), um na foz do arroio Dilúvio, que corta a cidade de Porto Alegre, e em dois pontos dentro do lago Guaíba (Guaíba PC e Guaíba BR), próximo a locais de liberação de esgoto urbano (Guaíba BR e Guaíba PC). Foram avaliadas as estações do ano inverno e primavera e verão. Os moluscos foram coletados no Parque Estadual de Itapuã e aclimatados por no mínimo 7 dias em laboratório. Os organismos foram expostos por 7 dias as diferentes amostras ambientais, sendo trocado ¼ do volume de água e sedimento a cada 24h. Foi evidenciada indução de dano ao DNA pelas amostras do rio Jacuí, possivelmente relacionado com atividades de extração de carvão nesta região. As amostras do rio Taquari também induziram genotoxicidade, provavelmente como conseqüência da intensa liberação de efluentes da indústria alimentícia na região. Foi possível observar uma fraca relação entre a presença de elementos inorgânicos, detectada pelo método de PIXE (Próton Induced X Ray Emission), no corpo mole dos moluscos e a indução de danos ao DNA. No entanto, mais de 60% dos resultados positivos encontrados em ambos os ensaios, foram relacionados a locais com ampla liberação de esgoto (rio Gravataí, do arroio Dilúvio e os dois locais de coleta no lago Guaíba). Entendendo que a contaminação de origem urbana parece ser o maior problema dentro desta Região Hidrográfica, dois dos locais de coleta que sofrem com esta influência, Guaíba BR e Guaíba PC, foram mais detalhadamente avaliados em duas estações do ano, inverno e verão. Amostras de água superficial e de lixiviado de sedimento foram testadas por método direto quanto à indução de mutagênese pelo ensaio Salmonella/microsoma. Exemplares de L. fortunei, também foram avaliados em dois tipos de exposição: in situ, onde exemplares coletados diretamente nos locais avaliados foram avaliados sem tratamento no laboratório e exposição em laboratório, onde os animais foram coletados em Itapuã e expostos as amostras em laboratório. Apenas uma amostra de água superficial, Guaíba BR no inverno, apresentou mutagenicidade na linhagem TA98 em presença de ativação metabólica. Esta mesma amostra induziu danos ao DNA, detectados pelo ensaio cometa, em hemócitos de moluscos expostos em laboratório e coletados in situ e também aumentou a freqüência de micronúcleos em animais expostos in situ. As amostras do ponto Guaíba PC induziram aumento significativo de micronúcleos em moluscos expostos tanto em laboratório quanto in situ. A influência de elementos inorgânicos, detectados pelo método de PIXE nas amostras de água e no corpo mole dos moluscos, parece ser menos importante do que a contaminação por compostos orgânicos. Estes resultados salientam a forte influência de contaminantes orgânicos nesta região, destacando o biomonitoramento com o mexilhão dourado como uma importante ferramenta no diagnóstico deste tipo de contaminação.

Avaliação da genotoxicidade e da qualidade das águas do açude de Lucrécia/RN

The occurrence of human cancer in the municipality of Lucrécia (RN, Brazil) has shown high frequencies (INCA, 2007). Tests of micronucleus (MN) and nuclear abnormalities (NA) were performed to assess the genotoxic potential of water from the Lucrécia dam, which is located in a semi-arid region under the influence of crop irrigation and irregular rainfall. Water samples were collected in this source for analyzing the concentration of cyanobacteria, metals and radioactivity. Erythrocytes of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) were collected in dam and cells of human oral mucosa in the urban area of this municipality for the bioassays of MN and NA. In fish were also analyzed concentrations of metals in samples of liver and gills. The genotoxicity tests with biological samples of fish and humans have shown significant increases in the frequencies of MN and NA (p ≤ 0.05) and are indicative of increased DNA damage in relation to the control groups. In conclusion, the results obtained from water samples and biological municipality of Lucrécia indicates that the presence of chemical and microbiological pollutants, and increase of genotoxic in human of this municipality. We suggest the implementation of advanced water treatment, to prevent further degradation of the aquatic environment and decrease in the life quality. This research of environmental quality assessment was performed in order to contemplate a multi and interdisciplinary character of this water resource and that can induce genotoxic damage in the organisms in this study region

Análise do potencial genotóxico da superfície de titânio modificada por plasma

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Análise da genotoxicidade das águas da Lagoa da Extremoz - RN

The contamination of the waters resources for wastewater from industrial, agricultural, and domestic sources is a serious environment problem, compromising its use for human consumption and agriculture. The Extremoz-RN Lake is an important freshwater source for the supply of the city of Natal, supplying a population of approximately 160,000 habitants. This aquatic body is located near an industrial pole which can be a serious risk factor for quality of its waters. The objectives of this study were examined the genotoxicity of Extremoz Lake between September of 2006 and January of 2008, by a combination of the Allium micronucleus test, piscine micronucleus test and the comet assay in erythrocytes from peripheral blood of Oreochromis niloticus. Additionally, the level of eight different heavy metals was quantified through spectrometry of atomic absorption of flame. The Allium test did not detect increase in the frequencies of micronucleus in none of the analyzed periods, however a strong cytotoxic activity was demonstrated for decrease in mitotic index in the analyses carried in April and July of 2007. Negative results had been detected in the frequencies of micronucleus in O. niloticus. A statistic significant increase was observed in the levels of DNA damage in comet assay carried in July of 2007. The results of the chemical analysis had detected increase in the levels of cadmium, chromium, copper, nickel, lead and zinc in different periods. These results demonstrated an alteration of the water s quality of the Extremoz Lake caused for the contamination for heavy metals and increase of DNA strand breaks. The use of biomonitoring program of the heavy metal and other pollutants with genotoxic potential combinated with genotoxicity assays is recommends.

Avaliação da genotoxicidade das águas do lençol freático sob a Universidade Federal do Rio Grande do Norte

The groundwater represents the most important freshwater supply of planet. Dailly, in all world a great amount of toxic and genotoxic material reaches the aquatic systems, mainly the aquifers. The Barreiras aquifer through of five water wells is responsible for the supplying of Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). All water wells are polluted with nitrate and some heavy metals, two of them were disabled. The genotoxicity of groundwater samples from Barreiras Aquifer in UFRN was assessed using the Allium cepa test, the Ames test and the Salmonella typhymurium microsuspension test (Kado test). For the Allium cepa test the influence of the groundwater samples collected on macroscopic (root length, colour and form) and microscopic (root tip mitotic index, chromosome aberrations and micronucleus) parameters was examined. All water samples caused a significant increase of the chromosome and mitotic aberration frequency and reduction on the rooth growth compared to negative control. Bridges and chromosome stickness were the most frequent kind of aberration in dividing cells. Furthermore, breaks were also observed. No significant increase in the number of micronuclei was found in relation to the negative controls. For Ames test were used the Salmonella typhymurium strains TA98 and TA100 without metabolic activation, applying the direct method. Prior to the Kado test, organic fractions from the water samples were obtained through XAD resin concentration. The mutagenicity organic extracts were evaluated by Kado test using TA98 and TA100 strains, in the absence and presence of S9 mix (metabolic activation). The concentrations of seven heavy metal ions were measured in water samples, but only Ni, Cu and Cr levels exceeded the permissible maximum concentration for the natural reservoirs. The results obtained for mutagenic activity using the Ames test were negative in all raw water samples analyzed. Positive results in XAD4 extracts of water samples were obtained for TA98 in the presence of S9 mix for two stations. Concentrations of heavy metals and nitrate can be correlated with the toxicity and genotoxicity of water analyzed. The mutagenic effect detected with TA98 strain suggested that organic compounds (after metabolization) are involved with the mutagenicity detected in the samples analyzed. The data set obtained in this work indicated the presence of at least two classes of mutagens: organic and inorganic compounds

Avaliação da genotoxicidade das águas sueprficiais da Barragem Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves, Assu/RN

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Revitalização do Rio Golandim (RN/Brasil) após décadas de contaminação por efluentes industriais e domésticos: este rio está recuperado?

Environmental pollution causes the loss of the quality of aquatic resources and also affects the health of human beings. The Golandim River is located in São Gonçalo do Amarante (RN Brazil) and had its water recovered seven years ago by measurements of parameters of the water s quality analyses physicochemistry, microbiological and heavy metals. However, it is not well established if this river is truly recovered, so this study provides a wide knowledge about the quality of these waters. Therefore, this investigation was accomplished by assays of ecotoxicology utilizing Ceriodaphnia dubia and of genotoxicity of the river s water using a biomarker Tradescantia Pallida (Trad-MCN). In set, it carried through a study of environmental perception through questionnaires that approached questions related to the profile of the interviewed one, knowledge on the environment and of the river Golandim with the community that lives in the neighborhoods of the river to diagnosis as they perceive the environment where live and its problems. The assays of the water had been carried out by collecting samples in three different sites of the Golandim River. They were collected between the periods of December 2010 (dry season in the northeast of Brazil) and July 2011 (rainy season in the northeast of). The analysis of the data allowed observing that the majority of the inhabitants are adult and presents a global vision of what it is part of the environment, the majority mentions the pollution of the river as one of the problems of the city, considering it serious. The ecotoxicology assay showed that there was not acute toxicity in all three samples collected. Meanwhile, all these three samples demonstrated significant chronic toxicity. The results from the Trad-MCN assay presented an increase in the frequency of micronucleus in one of the sites analyzed (S3) (p<0.01), in both seasons collected. On the other hand, the sites S1 and S2 did not presented a significant increase of micronucleus using this bioassay. The analyses of chemicals detected an increase in the levels of some metals, in different seasons and samples, which can be associates with some compounds found in urban and industrial areas. On the other hand, the physicochemistries parameters demonstrated that the Golandim River is recouped, when compared with the values presented at the CONAMA s legislation. However, these results indicate the presence of compounds capable of inducing chromosomal mutation in plants. On the other hand, the parameters physicistchemistries demonstrate that the river Golandim is if recouping, since when compares the values observed with the legislation of the CONAMA. All these results point to the fact that the Trad-MCN assay was sensitive and efficient biomarker for chromosomal instability and the C. dubia ecotoxicology assay was as though an efficient biomarker of toxicity of water s quality. The results from Trad-MCN associated with the ecotoxicology demonstrates that these analyses are important for environmental monitoring, once the first bioassay described above indicates alterations at the standards of cells and the other one indicates alterations at the standards of organisms. This study alerts for the necessity to carry out biological assays for the analyses of the water s quality