Caracterização do material particulado e avaliação do risco ocupacional e mecanismos moleculares associados à queima artesanal da castanha de caju

Brazil is among the largest cashew nut producers of the world. However, the roasting process is still carried out artisanally, especially in the Brazilian semiarid region. In face of this occupational problem, the aim of this study was to perform a physical-chemical characterization of the particulate matter (PM) emitted by the roasting of cashew nuts, as well as to determine the occupational risk and molecular mechanisms associated. The most evident PM characteristics were the prevalence of fine particles, typical biomass burning morphologies such as tar ball and the presence of the elements K, Cl, S, Ca and Fe. In addition, atmospheric modeling analyses suggest that these particles can reach neighboring regions of the emission source. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with carcinogenic potential, such as benzo[a]pyrene, dibenz[a,h]anthracene, benzo[a]anthracene, benzo[b]fluoranthene, chrysene, benzo[k]fluoranthene, indeno[1,2,3-c,d]pyrene and benzo[j]fluoranthene were the most abundant PAHs found in the two air monitoring campaigns. Among the identified oxy-PAH the benzanthrone (7H-benz[d,e]anthracen-7-one) had the highest concentration and the evaluation of lifetime cancer risk showed an increase of 12 to 37 cases of cancer for every 10,000 exposed people. Chemical analysis of roasted cashew nuts identified the PAHs: phenanthrene, benzo[g,h,i]perylene, pyrene and benzo[a]pyrene, besides the 3-pentadecilfenol allergen (urushiol analogue) as prevalent. Occupational exposure to PAHs was confirmed by the increase of urinary 1-hydroxypyrene levels and genotoxic effects were evidenced by the increase on micronuclei and nuclear bud frequency in exfoliated buccal mucosa cells among the exposed workers. Other biomarkers of effects such as karyorrhexis, pyknotic, karyolytic, condensed chromatin and binucleated cells also have their frequencies increased when compared to an unexposed control group. The investigation of the molecular mechanisms associated with the PM organic extract showed cytotoxicity in human lung cell lines (A549) at concentrations ≥ 4 nM BaPeq. Using non-cytotoxic doses the extract was able to activate proteins involved in the DNA damage response pathway (Chk1 and p53). Moreover, the specific contribution of the four most representative PAHs in the cashew nut roasting sample showed that benzo[a]pyrene was the most efficient to activate Chk1 and p53. Finally, the organic extract was able to increase persistently the mRNA expression involved in the PAHs metabolism (CYP1A1 and CYP1B1), inflammatory response (IL-8 and TNF-α) and cell cycle arrest (CDKN1A) for DNA repair (DDB2). The high PM concentrations and its biological effects associated warn of the serious harmful effects of artisanal cashew nut roasting and urgent actions should be taken to the sustainable development of this activity.

Caracterização do material particulado e avaliação do risco ocupacional e mecanismos moleculares associados à queima artesanal da castanha de caju

Brazil is among the largest cashew nut producers of the world. However, the roasting process is still carried out artisanally, especially in the Brazilian semiarid region. In face of this occupational problem, the aim of this study was to perform a physical-chemical characterization of the particulate matter (PM) emitted by the roasting of cashew nuts, as well as to determine the occupational risk and molecular mechanisms associated. The most evident PM characteristics were the prevalence of fine particles, typical biomass burning morphologies such as tar ball and the presence of the elements K, Cl, S, Ca and Fe. In addition, atmospheric modeling analyses suggest that these particles can reach neighboring regions of the emission source. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with carcinogenic potential, such as benzo[a]pyrene, dibenz[a,h]anthracene, benzo[a]anthracene, benzo[b]fluoranthene, chrysene, benzo[k]fluoranthene, indeno[1,2,3-c,d]pyrene and benzo[j]fluoranthene were the most abundant PAHs found in the two air monitoring campaigns. Among the identified oxy-PAH the benzanthrone (7H-benz[d,e]anthracen-7-one) had the highest concentration and the evaluation of lifetime cancer risk showed an increase of 12 to 37 cases of cancer for every 10,000 exposed people. Chemical analysis of roasted cashew nuts identified the PAHs: phenanthrene, benzo[g,h,i]perylene, pyrene and benzo[a]pyrene, besides the 3-pentadecilfenol allergen (urushiol analogue) as prevalent. Occupational exposure to PAHs was confirmed by the increase of urinary 1-hydroxypyrene levels and genotoxic effects were evidenced by the increase on micronuclei and nuclear bud frequency in exfoliated buccal mucosa cells among the exposed workers. Other biomarkers of effects such as karyorrhexis, pyknotic, karyolytic, condensed chromatin and binucleated cells also have their frequencies increased when compared to an unexposed control group. The investigation of the molecular mechanisms associated with the PM organic extract showed cytotoxicity in human lung cell lines (A549) at concentrations ≥ 4 nM BaPeq. Using non-cytotoxic doses the extract was able to activate proteins involved in the DNA damage response pathway (Chk1 and p53). Moreover, the specific contribution of the four most representative PAHs in the cashew nut roasting sample showed that benzo[a]pyrene was the most efficient to activate Chk1 and p53. Finally, the organic extract was able to increase persistently the mRNA expression involved in the PAHs metabolism (CYP1A1 and CYP1B1), inflammatory response (IL-8 and TNF-α) and cell cycle arrest (CDKN1A) for DNA repair (DDB2). The high PM concentrations and its biological effects associated warn of the serious harmful effects of artisanal cashew nut roasting and urgent actions should be taken to the sustainable development of this activity.

Efeito da crioterapia e da laserterapia na resposta ao dano muscular induzido pelo exercício excêntrico: ensaio clínico e randomizado

Exercise-induced muscle damage mainly affects individuals who returned to physical activity after a time without practicing it or had some kind of exhaustive exercise, particularly eccentric exercise. To evaluate the effect of cryotherapy and laser therapy in response to muscle damage induced by eccentric exercise on the biceps muscle. This was a randomized clinical trial consisting of 60 female subjects. All subjects initially underwent an evaluation consisting of perimetry, measurement of pain sensation (via algometry and visual analogue scale), electromyography and dynamometry. Then the subjects performed an exercise protocol on the isokinetic dynamometer consisting of 2 sets of 10 eccentric elbow flexors contraction at 60 °/s. Completed this protocol, an intervention was held according to a previously random group distribution: control group (no intervention), cryotherapy group and laser therapy group. Finally, subjects were re-evaluated immediately and 48 hours after the intervention protocol, except for Visual Analogue Scale (VAS), which was also evaluated 24 hours after exercise. The circumference of the limb, the pain sensation (VAS and algometry), the muscle activation amplitude (via Root Mean Square - RMS), median frequency, peak torque normalized per body weight, average peak torque, power and work were analyzed. The median frequency immediately after the intervention protocol on the cryotherapy group was the only variable that showed inter and intra-group differences; the remaining variables showed only intragroup differences. The perimetry values did not change immediately after the protocol on the groups which underwent cryotherapy and laser therapy, however, there was an increase after 48 hours; algometry values decreased in all groups for 48 hours and the VAS values increased 24 and 48 hours also for all groups. Regarding RMS no significant change was observed. For dynamometry, peak torque normalized per body weight and average peak torque had a similar behavior, with a reduction in the post protocol that has remained after 48 hours. For the power and work, a decrease was observed immediately after the protocol with a further reduction after 48 hours. Cryotherapy and laser therapy does not alter the muscle damage response, except for the perimetry values immediately after exercise.

Expressão gênica em resposta ao dano causado por Plutella xylostella (L., 1758) em plantas de repolho inoculadas com Kluyvera ascorbata

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Polimorfismos genéticos no gene XRCC3 e dano no DNA em trabalhadores expostos ocupacionalmente a formaldeído

A exposição a formaldeído (FA), classificado como cancerígeno pela International Agency for Cancer Research (IARC), está epidemiologicamente associada a cancro e a alterações nucleares detectáveis pelo ensaio dos micronúcleos por bloqueio da citocinese (CBMN). Este método permite determinar vários marcadores de genotoxicidade, nomeadamente micronúcleos – biomarcadores de quebra ou perda de cromossomas; pontes nucleoplásmicas – biomarcador de re-arranjo cromossómico, pouca reparação e fusão de telómeros e, protusões nucleares – biomarcador de DNA amplificado. O gene X-ray repair cross-complementing group 3 (XRCC3) está envolvido na reparação de ligações cruzadas na recombinação de homólogos e quebras na cadeia dupla de DNA. Foi reportado pelo menos um polimorfismo no gene, o Thr241Met que tem sido associado a um aumento do dnao no DNA em vários estudos.

Influência do hormônio tireoidiano e da restrição alimentar sobre dano de DNA em animais obesos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Metodos de Processamento de Imagens para Determinação de Dano em DNA

Patente de invenção de métodos para processamento de imagens obtidas a partir de amostras preparadas 'cbnforme protocolo para reajízação de teste do cometa, particularmente corado pela prata. Este teste é amplamente utilizado para avaliação de genotoxicidade de substâncias. Há sistemas automatizados que analisam cometas corados por substâncias fluorescentes. A coloração de prata é uma técnica pouco difundida pela falta de tecnologia de análise digital automatizada e tem desempenho semelhante às técnicas com fluorescência, porém, é de baixo custo, rápida execução, não depende de microscópios de fluorescéncia e não utiliza produtos mutagênicos em seu protocolo.

Células de anêmonas Bunodosoma cangicum expostas ao cobre: citotoxidade, defesa e dano de DNA

Anêmonas-do-mar são pólipos solitários, bentônicos, de pouca mobilidade, que habitam regiões entre-marés. Devido a estas características, são organismos que podem ser atingidos diretamente pela poluição aquática, no entanto, são pouco utilizados como modelo ecotoxicológico. O cobre é um metal essencial, que em altas concentrações pode ser tóxico, sendo bastante comum em ecossistemas marinhos. Um dos mecanismos de toxicidade do cobre envolve a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), podendo levar as células ao estresse oxidativo, que tem como característica danos celulares, inclusive no DNA. Muitos organismos possuem um mecanismo que bombeia os xenobióticos para fora da célula – multixenobiotic resistance (MXR) – que visa prevenir as células dos danos tóxicos causados pelo contaminante. Com isso, o presente trabalho estudou a capacidade de defesa e dano ao DNA à toxicidade causada pelo cobre em células de anêmonas Bunodosoma cangicum. Para isto, células de anêmonas, mantidas em cultura primária através de explante do disco podal, foram expostas ao cobre a duas concentrações (7,8 µg.L-1 Cu e 15,6 µg.L-1 Cu), além do grupo controle, por 6 e 24 h. Antes e após as exposições as células tiveram sua viabilidade avaliada através do método de exclusão por azul de tripan (0,08%) para analisar a citotoxicidade. Parâmetros como a indução do mecanismo MXR através do método de acúmulo de rodamina-B, espécies reativas de oxigênio e ensaio cometa, também foram avaliados. Os resultados obtidos mostram que o cobre é citotóxico, sendo constatada uma queda na viabilidade e no número de células, principalmente após 24 h de exposição, sendo que na concentração de cobre de 15,6 µg.L-1 , foi possível observar uma diminuição de 40% na viabilidade e uma redução em 36% no número de células (p < 0,05, n = 6). Em relação ao fenótipo MXR, foi observada uma ativação do mecanismo apenas naquelas células expostas ao cobre 7,8 µg.L-1 (53%) no tempo de 24 h (p < 0,05, n = 5). Na análise da geração de ERO foi observado um aumento de 11,5% naquelas células expostas por 6 h na concentração mais alta de cobre 15,6 µg.L-1 . Nas células que foram expostas por 24 h, o aumento de espécies reativas pode ser percebido já na concentração de 7,8 µg.L-1 , elevando-se para cerca de 20% quando exposto a 15,6 µg.L-1 (p < 0,05, n = 4-5). Quanto ao dano de DNA, foram vistas quebras na molécula desde 7,8 µg.L-1 Cu em 6 h, com danos ainda mais salientes naquelas células expostas por 24 h, na concentração de 7,8 µg.L -1 Cu (p < 0,05, n = 3-4), e para 15,6 µg.L-1 Cu a viabilidade celular (número de células) não permitiu a análise. Com base nestes dados, pode-se dizer que o cobre, mesmo em baixas concentrações causa estresse em células de B. cangicum, sendo citotóxico. Este metal causa estresse oxidativo com dano à molécula de DNA mesmo com a ativação do mecanismo de defesa.

Efeitos do treinamento físico na resposta imunológica de ratos expostos à vincristina

A Vincristina (VCR) é um quimioterápico amplamente utilizado na clínica. Alteraçoes imunológicas sao alguns dos efeitos do quimioterápico mais apresentados pelos pacientes. O presente estudo tem como objetivo avaliar se o exercício aeróbico prévio (6 semanas de nataçao, 1h/dia, 5 dias/semana, sobrecarga de 5 do peso corporal) poderia melhorar os déficits imunológicos em ratos Wistar posteriormente tratados com o quimioterápico Vincristina. A administraçao da Vincristina foi realizada com dose única semanal de 0,5mg/kg, durante duas semanas, com dose acumulada de 1mg/kg, via intraperitoneal. No 15o dia os ratos foram submetidos à retirada de sangue para análise do sistema imunológico pelo hemograma e dano ao DNA pelo teste Picogreen. Observou-se uma diminuiçao significativa no número de leucócitos, plaquetas e nos níveis de eritrócitos nos ratos tratados com o quimioterápico, assim como significativo dano no DNA celular. No entanto, o exercício foi capaz de proteger dessa diminuiçao das células do sistema imune e do dano causado ao DNA no grupo que praticou o exercício e recebeu o quimioterápico. Portanto, o exercício físico mostrou-se protetor contra a diminuiçao das células do sistema imune e dano ao DNA causado pelo tratamento com o quimioterápico em ratos

Efeitos do treinamento físico na resposta imunológica de ratos expostos à vincristina

A Vincristina (VCR) é um quimioterápico amplamente utilizado na clínica. Alteraçoes imunológicas sao alguns dos efeitos do quimioterápico mais apresentados pelos pacientes. O presente estudo tem como objetivo avaliar se o exercício aeróbico prévio (6 semanas de nataçao, 1h/dia, 5 dias/semana, sobrecarga de 5 do peso corporal) poderia melhorar os déficits imunológicos em ratos Wistar posteriormente tratados com o quimioterápico Vincristina. A administraçao da Vincristina foi realizada com dose única semanal de 0,5mg/kg, durante duas semanas, com dose acumulada de 1mg/kg, via intraperitoneal. No 15o dia os ratos foram submetidos à retirada de sangue para análise do sistema imunológico pelo hemograma e dano ao DNA pelo teste Picogreen. Observou-se uma diminuiçao significativa no número de leucócitos, plaquetas e nos níveis de eritrócitos nos ratos tratados com o quimioterápico, assim como significativo dano no DNA celular. No entanto, o exercício foi capaz de proteger dessa diminuiçao das células do sistema imune e do dano causado ao DNA no grupo que praticou o exercício e recebeu o quimioterápico. Portanto, o exercício físico mostrou-se protetor contra a diminuiçao das células do sistema imune e dano ao DNA causado pelo tratamento com o quimioterápico em ratos

Efeitos do treinamento físico na resposta imunológica de ratos expostos à vincristina

A Vincristina (VCR) é um quimioterápico amplamente utilizado na clínica. Alteraçoes imunológicas sao alguns dos efeitos do quimioterápico mais apresentados pelos pacientes. O presente estudo tem como objetivo avaliar se o exercício aeróbico prévio (6 semanas de nataçao, 1h/dia, 5 dias/semana, sobrecarga de 5 do peso corporal) poderia melhorar os déficits imunológicos em ratos Wistar posteriormente tratados com o quimioterápico Vincristina. A administraçao da Vincristina foi realizada com dose única semanal de 0,5mg/kg, durante duas semanas, com dose acumulada de 1mg/kg, via intraperitoneal. No 15o dia os ratos foram submetidos à retirada de sangue para análise do sistema imunológico pelo hemograma e dano ao DNA pelo teste Picogreen. Observou-se uma diminuiçao significativa no número de leucócitos, plaquetas e nos níveis de eritrócitos nos ratos tratados com o quimioterápico, assim como significativo dano no DNA celular. No entanto, o exercício foi capaz de proteger dessa diminuiçao das células do sistema imune e do dano causado ao DNA no grupo que praticou o exercício e recebeu o quimioterápico. Portanto, o exercício físico mostrou-se protetor contra a diminuiçao das células do sistema imune e dano ao DNA causado pelo tratamento com o quimioterápico em ratos

Bacterial evolution by genomic island transfer occurs via DNA transformation in planta

Our understanding of the evolution of microbial pathogens has been advanced by the discovery of "islands" of DNA that differ from core genomes and contain determinants of virulence [1, 2]. The acquisition of genomic islands (GIs) by horizontal gene transfer (HGT) is thought to have played a major role in microbial evolution. There are, however, few practical demonstrations of the acquisition of genes that control virulence, and, significantly, all have been achieved outside the animal or plant host. Loss of a GI from the bean pathogen Pseudomonas syringae pv. phaseolicola (Pph) is driven by exposure to the stress imposed by the plant's resistance response [3]. Here, we show that the complete episomal island, which carries pathogenicity genes including the effector avrPphB, transfers between strains of Pph by transformation in planta and inserts at a specific att site in the genome of the recipient. Our results show that the evolution of bacterial pathogens by HGT may be achieved via transformation, the simplest mechanism of DNA exchange. This process is activated by exposure to plant defenses, when the pathogen is in greatest need of acquiring new genetic traits to alleviate the antimicrobial stress imposed by plant innate immunity [4].

Oxidative DNA damage induced by S(IV) in the presence of Cu(II) and Cu(I) complexes

The DNA damage induced by S(IV) in the presence of some Cu(II) complexes in air saturated solution was investigated. The addition of S(IV) to an air saturated solution containing CuII GGA (GGA = glycylglycyl-L-alanine), CuII G3 (G3 = triglycine) or CuII G4 (G4 = tetraglycine) and Ni(II) traces, causes rapid formation of the respective Cu(III) complex, with simultaneous O2 uptake and S(IV) oxidation. SO3•- and HO• were detected by EPR-spin trapping experiments. The DNA strand breaks were attributed to the oxysulfur radicals formed. In the reduction of Cu(II)/BCA (BCA = 4,4' dicarboxy-2-2'-biquinoline) by S(IV), with CuI BCA complex formation, there is the possible formation of carbon centered radical of BCA or peroxyl radical (ROO•) capable of oxidizing DNA bases. The intensity of DNA damage in the presence of these Cu(II) complexes and S(IV) (10-300 µmol L-1) followed the order: CuII BCA ∼ CuII G4 ∼ Cu(II) (added as Cu(NO3)2) > CuII G3 ∼ CuII GGA. Specifically for CuII BCA the damage occurred even at lower S(IV) concentration (0.1 µmol L-1). For the Cu(II) complexes with glycylglycylhistidine, glycylhistidylglycine, glycylhistidyllysine and glycylglycyltyrosylarginine the Cu(III) formation and the DNA damage was not observed.

Contributo para o estudo dos mecanismos de resistência ao imatinib em leucemia mielóide crónica

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Efeitos citotóxicos do teniposide, um derivado semi-sintético das epipodofilotoxinas, sobre linhagens celulares de carcinoma renal humano

O câncer renal corresponde a aproximadamente 3% dos tumores malignos do adulto, sendo a terceira malignidade urológica mais comum. Os tratamentos sistêmicos disponíveis para pacientes portadores de carcinoma renal avançado são, via de regra, pouco eficazes e sem um impacto definido na sobrevida. Portanto, torna-se imperioso que novos agentes e/ou estratégias terapêuticas para esta enfermidade sejam desenvolvidas. O derivado das epipodolofilotoxinas, etoposide, tem sido utilizado com sucesso no tratamento de vários tipos de tumores sólidos e hematológicos. Este agente exerce a sua ação antitumoral através da inibição da enzima nuclear topoisomerase II. Estudos recentes demonstraram que o efeito citotóxico in vitro deste agente é bem mais pronunciado quando as linhagens tumorais são expostas à droga por um tempo mais prolongado. Isto vem sendo confirmado em estudos clínicos, nos quais foi documentado um aumento significativo no percentual de respostas tumorais objetivas em pacientes com câncer avançado tratados com etoposide em doses repetidas diárias de forma continuada, comparativamente a pacientes que receberam pulsos de doses altas da droga a intervalos mais longos. Infelizmente, estudos iniciais com etoposide não revelaram uma atividade antitumoral significativa em pacientes com câncer renal avançado. Por esta razão, os estudos preliminares explorando o potencial terapêutico de seu análogo teniposide nesta doença também não receberam a devida atenção na literatura. Entretanto, este análogo possui potenciais vantagens terapêuticas em relação ao etoposide, uma vez que apresenta um tempo de retenção intracelular mais prolongado em linhagens de tumores sólidos in vitro. Estas observações nos estimularam a reconsiderar o estudo do potencial citotóxico do teniposide em modelos experimentais de câncer renal avançado. Nesta dissertação, foram estudados vários protocolos de administração de teniposide em linhagens de câncer renal humano, uma vez que esta neoplasia carece de drogas ativas disponíveis no armamentário terapêutico. Foram utilizadas as linhagens celulares RXF-393, A-498 e TK-10, as quais foram incubadas com teniposide em concentrações pré-determinadas e tempos de incubação variáveis. Além disto, foram feitos experimentos em que protocolos de administração de teniposide como agente único foram comparados a protocolos em que o mesmo foi combinado com agentes que bloqueiam a ação da glicoproteína P, responsável pelo efluxo ativo da droga do interior da célula tumoral. Além disso, foram também estudados protocolos incluindo a associação de teniposide com agentes que interferem com a síntese do DNA. Para os estudos de avaliação de citotoxicidade dos agentes quimioterápicos, os mesmos foram pré-incubados por 24 h na ausência ou presença do inibidor da DNA polimerase α afidicolina glicinada (0,2 µM) ou do inibidor da ribonucleotídeo redutase hidroxiuréia (200 µM) e após incubados por diferentes tempos de exposição com diluições seriadas de teniposide. Os efeitos citotóxicos foram avaliados através do método colorimétrico com sulforodamina B (SRB). Os protocolos de exposição prolongada das células ao teniposide mostraram um aumento significativo na sua citotoxicidade nas linhagens RXF-393, A-498 e TK-10, sugerindo que a citotoxicidade do teniposide é dependente de tempo de administração. Neste sentido, uma maior taxa de dano no DNA foi observada nas células expostas ao teniposide por tempos de administração mais prolongados. Curiosamente, os diferentes tempos de exposição ao teniposide não influenciaram de forma clara na formação de complexos DNA-topoisomerase II, nem nas medidas da atividade desta enzima. O uso concomitante de agentes moduladores da glicoproteína P como o verapamil, a ciclosporina A e o tamoxifeno não produziu potencialização do efeito antiproliferativo do teniposide. Por sua vez, os tratamentos com agentes que interferem na síntese de DNA, como a afidicolina glicinada ou a hidroxiuréia, potencializaram a citotoxicidade do teniposide em todas as linhagens estudadas, seguindo as características intrínsecas de cada linhagem. Em conclusão, os resultados apresentados nesta dissertação sugerem que o teniposide apresenta um maior efeito citotóxico em protocolos de administração prolongada em combinação com agentes inibidores da síntese de DNA. Frente a estes resultados iniciais, o teniposide será testado nos protocolos de administração acima mencionados em um painel contendo um maior número de linhagens tumorais in vitro. Uma vez confirmadas as observações acima descritas, serão iniciados estudos em modelos tumorais in vivo. Estes estudos servirão de base nas decisões quanto à reavaliação clínica do teniposide em ensaios de fase I em pacientes com neoplasias avançadas refratárias.