Nanomateriais manufaturados : avaliação de segurança através da caracterização dos seus efeitos genéticos

RESUMO - Os nanomateriais manufaturados (NMs), isto é, fabricados deliberadamente para fins específicos, apresentam propriedades físico-químicas únicas como a dimensão, área superficial ou funcionalização, que lhes conferem caraterísticas mecânicas, óticas, elétricas e magnéticas muito vantajosas para aplicações industriais e biomédicas. Efetivamente, a tecnologia baseada nos NMs, ou nanotecnologia, foi identificada como uma key enabling technology, impulsionadora do crescimento económico dos países industrializados, devido ao seu potencial para melhorar a qualidade e desempenho de muitos tipos de produtos e de processos. Contudo, a expansão da utilização de NMs contrasta com a insuficiente avaliação de risco para a saúde humana e para o ambiente, sendo considerados como um risco emergente para a saúde pública. As incertezas sobre a segurança dos NMs para a saúde pública advêm sobretudo de estudos epidemiológicos em humanos expostos a nanomateriais produzidos como consequência dos processos e atividades humanas e da poluição. Uma das principais preocupações relativamente aos efeitos adversos dos NMs na saúde humana é o seu potencial efeito carcinogénico, que é sugerido por alguns estudos experimentais, como no caso dos nanomateriais de dióxido de titânio ou dos nanotubos de carbono. Para avaliar em curto termo as propriedades carcinogénicas de um composto, utilizam-se frequentemente ensaios de genotoxicidade em linhas celulares de mamífero ou ensaios em modelos animais, em que se analisa uma variedade de lesões genéticas potencialmente relacionados com o processo de carcinogénese. No entanto, a investigação sobre as propriedades genotóxicas dos NMs não foi, até hoje, conclusiva. O presente estudo tem por objectivo principal caracterizar os efeitos genotóxicos associados à exposição a nanomateriais manufaturados, de forma a contribuir para a avaliação da sua segurança. Constituíram objectivos específicos deste estudo: i) avaliar a genotoxicidade dos NMs em três tipos de células humanas expostas in vitro: linfócitos humanos primários, linha celular de epitélio brônquico humano (BEAS-2B) e linha celular de adenocarcinoma epitelial de pulmão humano (A549); ii) avaliar a sua genotoxicidade num modelo de ratinho transgénico; iii) investigar alguns mecanismos de acção que poderão contribuir para a genotoxicidade dos nanomateriais, como a contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade induzida pelos NMs in vitro, e a investigação da sua bioacumulação e localização celular in vivo. Foram analisados os efeitos genotóxicos associados à exposição a duas classes de NMs, dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla, bem como a um NM de óxido de zinco, candidato a ser utlilizado como controlo positivo de dimensão nanométrica. Os xx NMs utilizados foram previamente caracterizados com detalhe relativamente às suas características físico-químicas e também relativamente à sua dispersão em meio aquoso e no meio de cultura. A metodologia incluiu ensaios de citotoxicidade e de genotoxicidade in vitro, designadamente, ensaios de quebras no DNA (ensaio do cometa) e nos cromossomas (ensaio do micronúcleo) em células humanas expostas a várias concentrações de NMs, por comparação com células não expostas. Também foram realizados ensaios in vivo de quebras no DNA, quebras cromossómicas e ainda um ensaio de mutações em vários órgãos de grupos de ratinhos transgénicos LacZ, expostos por via intravenosa a duas doses de dióxido de titânio. Foi investigada a existência de uma relação dose-resposta após exposição das células humanas ou dos animais a NMs. A contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade após exposição das células aos NMs in vitro foi explorada através do ensaio do cometa modificado com enzima. Realizaram-se estudos histológicos e citológicos para deteção e localização celular dos NMs nos órgãos-alvo dos ratinhos expostos in vivo. Os resultados demonstraram efeitos genotóxicos em alguns dos NMs analisados em células humanas. No entanto, os efeitos genotóxicos, quando positivos, foram em níveis reduzidos, ainda que superiores aos valores dos controlos, e a sua reprodutibilidade era dependente do sistema experimental utilizado. Para outros NMs, a evidência de genotoxicidade revelou-se equívoca, conduzindo à necessidade de esclarecimento através de ensaios in vivo. Para esse fim, recorreu-se a uma análise integrada de múltiplos parâmetros num modelo animal, o ratinho transgénico baseado em plasmídeo contendo o gene LacZ exposto a um NM de dióxido de titânio, NM-102. Embora tenha sido demonstrada a exposição e a acumulação do NM no fígado, não se observaram efeitos genotóxicos nem no fígado, nem no baço nem no sangue dos ratinhos expostos a esse NM. Neste estudo concluiu-se que algumas formas de dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla produzem efeitos genotóxicos em células humanas, contribuindo para o conjunto de evidências sobre o efeito genotóxico desses NMs. As diferenças observadas relativamente à genotoxicidade entre NMs do mesmo tipo, mas distintos em algumas das suas características físico-quimicas, aparentemente não são negligenciáveis, pelo que os resultados obtidos para um NM não devem ser generalizados ao grupo correspondente. Para além disso, a genotoxicidade equívoca verificada para o NM-102 em células humanas expostas in vitro, não foi confirmada no modelo in vivo, pelo que o valor preditivo da utilização dos ensaios in vitro para a identificação de NMs com efeitos genotóxicos (e portanto potencialmente carcinogénicos) ainda tem de ser esclarecido antes de ser possível extrapolar as conclusões para a saúde humana. Por sua vez, como a informação aqui produzida pelas metodologias in vitro e in vivo não reflete os efeitos de exposição continua ou prolongada, que poderá conduzir a efeitos genotóxicos distintos, esta xxi deverá ser complementada com outras linhas de evidência relativamente à segurança dos NMs. Perante a incerteza dos níveis de exposição real do organismo humano e do ambiente, a segurança da utilização dos NMs não pode ser garantida a longo prazo e, tendo em conta a elevada produção e utilização destes NMs, são prementes futuros estudos de monitorização ambiental e humana.

Aging and Alzheimer's disease: Searching for novel molecular cues

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Avaliação da toxicidade aguda pré-clínica do extrato metanólico das cascas do caule de Parahancornia amapa (Apocynaceae)

RESUMOParahancornia amapa é uma espécie endêmica do Estado do Amapá, na região Amazônica. Este estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade aguda do extrato metanólico das cascas do caule de P. amapa. Diferentes concentrações do extrato foram adicionadas aos camarões de salmoura (Artemia salina) e a concentração letal média (CL50) foi avaliada. Os resultados desse ensaio indicaram que o extrato não era tóxico. A toxicidade aguda foi estudada em ratos Wistar (machos e fêmeas) após dose única (2000 mg kg-1) por gavagem. Ingestão de água e comida, peso corporal, alterações comportamentais e mortalidade foram anotados. Amostras de sangue foram coletadas para medições de parâmetros hematológicos e bioquímicos. Os animais foram eutanasiados e seus órgãos (coração, rins, fígado e pulmões) submetidos à análise macroscópica e histopatológica. Não houve mortalidade ou qualquer sinal de mudança de comportamento ou toxicidade observada após a administração oral do extrato. No entanto, observou-se um aumento significativo (p<0,05) sobre o consumo de água de ratas tratadas com o extrato de P. amapa (127,64 mL) quando comparadas ao grupo controle (101,93 mL). Um aumento significativo (p <0,05) na contagem das plaquetas também foi observado tanto em ratos machos (288,00x103 mm3) quanto em fêmeas (220,83x103 mm3, respectivamente) que receberam o extrato quando comparados com seus respectivos grupos controle (128,33x103 mm3; 109,50x103 mm3). Alterações histopatológicas não foram relacionadas ao tratamento com extrato em nenhum dos órgãos analisados. Estes resultados sugerem que o extrato de P. amapa tem um efeito geral não-tóxico.

Fluorescence-based approaches towards the assessment of structural and functional alterations in lysosomes and vacuoles induced by lactoferrin and acetic acid

Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas

Farmacologia do fibratos

Os fibratos são as drogas de escolha nas hipertrigliceridemias. Após sua absorção, os fibratos são metabolizados pelo fígado, utilizando isoenzimas P450 não compartilhadas pelas estatinas. Entretanto, para alguns fibratos, como o genfibrozil, uma interação com estatinas pode ocorrer durante a sua glucuronidação, ou pelo deslocamento de frações livres de estatina ligadas às proteínas plasmáticas. A vida-média plasmática é variável entre os fibratos (2-80 h). Recentemente, foi demonstrado que os fibratos promovem suas ações lipídicas pelo estímulo dos PPAR-alfa. Através dessa ação, existe um incremento na transcrição de alguns genes relacionados com o metabolismo lipídico, como a LLP, APOAI, APOAII, ABCA-1, bem como uma diminuição na expressão da APOCIII, e muitas outras ações.

Farmacologia da niacina ou ácido nicotínico

Niacina ou ácido nicotínico é uma vitamina solúvel com propriedades hipolipemiantes. Niacina reduz triglicérides (20% - 50%), LDL (5% - 25%), e aumenta HDL (15% - 35%). O estudo Coronary Drug Project mostrou que o uso de niacina foi associado com redução de eventos coronários e mortalidade total, e mais recentemente, foi demonstrado que niacina combinada com outras drogas hipolipemiantes pode atenuar a progressão da aterosclerose coronária. A niacina parece reduzir a mobilização de ácidos graxos livres dos adipócitos, agindo em receptores específicos, diminuindo a formação de lipoproteínas ricas em triglicérides pelo fígado. Existem duas formas de niacina, uma de absorção rápida (cristalina), mais comumente associada com flushing, e outra de liberação extendida, recentemente referida como de melhor tolerabilidade. O uso de niacina pode associar-se com dispepsia, aumento dos níveis plasmáticos de enzimas hepáticas e também com modestas elevações na glicose e ácido úrico, ao menos na utilização de doses até 2g / dia da forma de liberação prolongada.

Ezetimiba: farmacocinética e terapêutica

Ezetimiba é um inibidor da absorção do colesterol que é glucuronidado no fígado após sua rápida absorção nos enterócitos, onde juntamente com os seus metabólitos, exerce as suas ações hipolipidêmicas, reduzindo a absorção do colesterol através da inibição do transporte do colesterol por enzimas transportadoras específicas. Esta droga pode ser utilizada uma vez ao dia, em função de sua meia-vida plasmática prolongada e normalmente é muito bem tolerada. A eliminação da ezetimiba e de seus metabólitos é feita principalmente pela excreção fecal. Em geral, o uso da ezetimiba isolada promove modestos efeitos no LDL plasmático, entretanto, quando combinada às estatinas, importantes mudanças no perfil lipídico podem ser observadas.

Mecanismos de hepatotoxicidade

Hepatopatia relacionada ao uso de drogas hipolipemiantes tem sido definida como um dano celular (aumento das enzimas AST e ALT) sem alterações colestáticas (aumento de bilirrubinas e/ou fosfatase alcalina). Seis mecanismos são propostos para a hepatopatia: 1. Reações de alta energia no citocromo P450 comprometendo a homeostase do cálcio com a ruptura de fibrilas intracelulares e lise de hepatócitos. 2. Disfunção de proteínas transportadoras relacionadas com o fluxo de ácidos biliares (mecanismo proposto para a toxicidade hepática dos fibratos). 3. Reações imunes geradas pela formação de metabólitos das drogas hipolipemiantes formados no fígado. 4. Hepatoxicidade promovida por células T com inflamação adicional mediada por neutrófilos. 5. Apoptose mediada por TNF e Fas (imune-mediada). 6. Estresse oxidativo gerado por dano a organelas intracelulares. Ainda, idade avançada, consumo excessivo de álcool, altas doses de drogas hipolipemiantes, interação com outros fármacos, e doença hepática ativa prévia podem aumentar a hepatotoxidade.

O Treinamento físico por natação atenua o remodelamento miocárdico e congestão pulmonar em ratas wistar com insuficiência cardíaca secundária a infarto do miocárdio

OBJETIVO: Avaliar os efeitos da natação sobre teor de água pulmonar de ratas com insuficiência cardíaca (IC) após infarto do miocárdio (IM). MÉTODOS: Após oclusão coronária, animais com 20% 40% do VE grandes. Os animais treinados (TR) nadaram durante 60 min/dia, 5 dias/semana, durante 8 semanas. Foram determinados os pesos úmidos do pulmão direito, lobo direito do fígado, átrios, VE e ventrículo direito (VD) e os pesos secos do fígado e pulmão. Utilizou-se ANOVA e teste de Tukey para as análises estatísticas. RESULTADOS: Verificou-se aumento da relação massa dos átrios/peso corpóreo nos animais sedentários com IM moderados (IMmod-SED: n=8) e grandes (IMgr-SED: n=10) em relação às ratas controles sedentárias (C-SED: n=14) e treinadas (C-TR: n=16). Aumento da relação VD/peso corpóreo e VE/peso corpóreo nos animais IMgr-SED em relação aos controles. A relação coração/peso corpóreo foi maior nos IMgr-SED do que nos demais. Os animais infartados treinados exibiram atenuação da hipertrofia. O teor de água pulmonar maior (p<0,05) nas ratas IMgr-SED (x±epm: 81±0,4%) do que nas C-SED (79±0,4%) indicou congestão pulmonar não verificada nas infartadas treinadas (IMmod-TR: 80±0,6%; IMgr-TR: 79±0,7%). CONCLUSÃO: Os aumentos da massa cardíaca e teor de água pulmonar em animais IMgr-SED foram atenuados em animais submetidos a treinamento físico por natação, sugerindo que a realização de exercício físico pode atenuar os indicadores de IC e contribuir para remodelamento cardíaco favorável.

O coração em portadores do vírus da hepatite C: avaliação Dopplerecocardiográfica

OBJETIVO: Avaliar possíveis alterações morfofuncionais cardíacas em portadores crônicos do vírus da hepatite C pela Dopplerecocardiografia. MÉTODOS: Estudo observacional caso-controle com análise de parâmetros Dopplerecocardiográficos de 31 pacientes portadores crônicos do vírus da hepatite C numa fase não avançada da doença, diagnosticados por biópsia (sem cirrose, carcinoma hepatocelular ou disfunção hepática) e 20 casos-controle. RESULTADOS: Não houve diferenças estatisticamente significantes da espessura parietal, diâmetros cavitários, fração de ejeção, encurtamento circunferencial e nas velocidades de fluxo mitral e teciduais sistólica e diastólica do anel mitral entre os dois grupos estudados. CONCLUSÃO: Nas fases não avançadas, portadores do vírus da hepatite C não apresentaram alterações morfo-funcionais cardíacas, sob análise do ventrículo esquerdo.

Avaliação clínica e laboratorial hepática em indivíduos com insuficiência cardíaca congestiva

OBJETIVOS: Verificar o perfil de alterações clínicas e, principalmente, laboratoriais hepáticas observadas em pacientes de cada uma das classes de insuficiência cardíaca. MÉTODOS: Por meio de um estudo seccional, foram pesquisados os dados clínicos e laboratoriais (alanina aminotransferase [ALT], aspartato aminotransferase [AST], fosfatase alcalina [FA], gama-glutamil transpeptidase [gama-GT], bilirrubinas e coagulograma) de 50 pacientes internados em 2002 em um hospital terciário com diagnóstico de insuficiência cardíaca. Os doentes foram separados de acordo com sua classe de insuficiência cardíaca e seus dados, comparados estatisticamente. Foram excluídos pacientes com hepatopatia de qualquer etiologia. RESULTADOS: A análise das médias de transaminases revelou aumento significativo apenas nos pacientes da classe IV. Por outro lado, a FA e a gama-GT apresentaram aumento progressivo de acordo com a classe de insuficiência cardíaca. CONCLUSÃO: A insuficiência cardíaca é caracterizada por perfil colestático progressivo de alterações laboratoriais, enquanto as transaminases se elevam apenas na insuficiência cardíaca mais avançada. O entendimento dessas alterações é fundamental para que se evite investigação hepática desnecessária em indivíduos com insuficiência cardíaca.

Colesterol e gorduras em alimentos brasileiros: implicações para a prevenção da aterosclerose

FUNDAMENTO: Para realização de inquérito alimentar e prescrição de dieta, faz-se necessário consultar tabelas de composição de alimentos. Entretanto, estas são limitadas quanto à descrição do conteúdo de ácidos graxos e colesterol, e não oferecem informações sobre as diferentes formas de preparo. OBJETIVO: A partir de dados derivados de extensa análise da composição química de alimentos brasileiros, avaliamos o impacto de determinados tipos de alimentos em dietas recomendadas para prevenção da doença coronariana. MÉTODOS:Analisaram-se a composição de ácidos graxos e colesterol de alguns alimentos e diferentes modos de preparo. Os resultados foram empregados de acordo com o recomendado pela American Heart Association para uma dieta de 1.800 calorias. RESULTADOS:O colesterol encontrado em 100 g de ovos (400 mg) ou fígado bovino frito (453 mg) ultrapassa o recomendado para prevenção secundária, sem diferença nesse quesito entre ovo de granja ou caipira. Os ovos apresentaram em média 400 mg de colesterol em 100 g, ultrapassando recomendação de até 300 mg. Cada ovo tem, em média, 50 g, um ovo pode ser consumido, desde que não se consuma mais do que 100 g de colesterol naquele dia. Em relação à gordura saturada, manteiga (55,2 g), margarina (19,4 g), queijos tilsit (20,4 g), prato (19,9 g), amarelo (16,8 g) e branco (15,5 g) ultrapassam os 14 g recomendados se forem consumidos 100 g ou mais, o mesmo também é verdadeiro para os óleos de soja (17,5 g) e de milho (16,1g). CONCLUSÃO:Conhecer melhor o conteúdo de gorduras e colesterol nos alimentos permite prescrever quantidades que não ultrapassem valores recomendados para prevenção, o que pode resultar em melhor adesão a dietas.

Exercício físico previne alterações cardiometabólicas induzidas pelo uso crônico de glicocorticóides

FUNDAMENTO: Cronicamente, os glicocorticóides induzem alterações cardiometabólicas adversas, incluindo resistência à insulina, diabete, dislipidemia, esteatose hepática e hipertensão arterial. OBJETIVOS: Avaliar o efeito da prática regular de exercício físico aeróbio sobre as alterações cardiometabólicas induzidas por administração crônica de dexametasona (Dex - 0,5 mg/kg/dia i.p) em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (n = 24) foram divididos em quatro grupos: Grupo controle; Grupo treinado; Grupo tratado com Dex e Grupo tratado com Dex e treinado. O treinamento físico (iniciado 72 horas após a primeira dose de Dex) foi realizado 3 vezes por semana, até o final do tratamento. Ao final desse período, realizaram-se as seguintes avaliações bioquímicas: glicemia em jejum, teste de tolerância à glicose e análise do perfil lipídico no sangue que incluiu colesterol total (CT), LDL-c, HDL-c, VLDL-c e triglicerídeos (TG). O peso do músculo gastrocnêmio, análise histopatológica do fígado e os índices cardiometabólicos (CT/HDL-c, LDL-c/HDL-c e TG/HDL-c) também foram avaliados. RESULTADOS: Observou-se hiperglicemia, menor tolerância à glicose, elevação do CT, LDL-c, VLDL-c e TG, diminuição do HDL-c, presença de esteatose hepática, hipotrofia muscular e elevação dos índices CT/HDL-c, LDL-c/HDL-c e TG/HDL-c nos animais tratados com Dex. O exercício físico reduziu a hiperglicemia, melhorou a tolerância à glicose, reduziu a dislipidemia e preveniu a esteatose hepática , a hipotrofia muscular e reduziu os índices CT/HDL-c, LDL-c/HDL-c e TG/HDL-c. Entretanto, não houve efeito significante do treinamento físico sobre o HDL-c. CONCLUSÃO: O exercício físico aeróbio tem efeito protetor contra as alterações cardiometabólicas induzidas pelo uso crônico de glicocorticóides.

Doença coronária obstrutiva em hepatopatas crônicos que aguardam transplante hepático

FUNDAMENTO: A insuficiência hepática avançada (IHA) geralmente cursa com hipocolesterolemia. Apesar disso, uma parcela dos pacientes com IHA desenvolve coronariopatia obstrutiva de grau importante com consequente aumento de risco ou até contraindicação para transplante hepático. OBJETIVO: Analisar a contribuição dos fatores de risco clássicos para doença arterial coronariana (DAC) em pacientes portadores de IHA com e sem coronariopatia obstrutiva. MÉTODOS: Avaliação dos fatores de risco para DAC em 119 pacientes, em um serviço de referência para transplante hepático, com as seguintes características: mais de 40 anos de idade, portadores de IHA e submetidos a cinecoronariografia. RESULTADOS: Coronariopatia obstrutiva foi detectada em 21 (17,6%) dos casos. Esses pacientes apresentavam realmente níveis baixos de colesterol, sendo de 129,0 ± 53,5 mg/dl com mediana de 117,0 mg/dl nos hepatopatas com coronárias normais e 135,4 ± 51,7 mg/dl com mediana de 122,0 mg/dl nos hepatopatas com coronariopatia obstrutiva (P=0,8215). Na regressão logística multivariada, a idade, o sexo, o índice de massa corporal, bem como as presenças de diabete, de tabagismo e de etilismo não tiveram significância estatística isolada na diferenciação entre os grupos. Também não houve associação com a etiologia da IHA. Por sua vez, a hipertensão arterial mostrou-se relevante na associação com DAC (P=0,0474). CONCLUSÃO: Apenas a hipertensão arterial foi fator de risco com significância estatística para o desenvolvimento de DAC em pacientes com IHA aguardando transplante hepático. Por ser um fator de risco modificável, esse achado orienta a prática de atitudes terapêuticas na tentativa de evitar ou retardar o desenvolvimento da DAC nesses pacientes.

Papel emergente do eixo GH/IGF-I no controle cardiometabólico

O hormônio de crescimento (GH), principal regulador do crescimento pós-natal, tem importantes ações metabólicas em diferentes tecidos, sinérgicas ou até antagônicas às do fator de crescimento semelhante à insulina tipo I (IGF-I), produzido sobretudo no fígado após ligação do GH ao seu receptor. Experimentos em modelos animais indicam um papel importante do GH na resistência a insulina, enquanto o papel do IGF-I nessa condição ainda não está completamente elucidado. Em humanos, o GH promove aumento da lipólise e da oxidação lipídica, enquanto o IGF-I desencadeia o aumento da oxidação lipídica apenas cronicamente. Enquanto as ações sobre o crescimento são tempo limitado, as ações metabólicas e cardiovasculares do eixo GH/IGF-I perduram durante toda a vida. Os potenciais efeitos anabólicos do GH têm sido utilizados em condições crônicas e hipercatabólicas, embora as investigações sobre os desfechos clínicos ainda sejam escassas. Neste artigo, pretendemos revisar as ações metabólicas do GH oriundas de modelos animais, os estudos em humanos normais e indivíduos com deficiência de GH, diabete melito tipo 1, síndrome metabólica, estados hipercatabólicos e a relação do eixo GH/IGF-I com as adipocinas, disfunção endotelial e aterogênese