Damaging effects of advanced glycation end product in the murine macrophages cell line J774A.1.

The interaction of reducing sugars, such as aldose, with proteins and the subsequent molecular rearrangements, produces irreversible advanced glycation end-products (AGEs), a heterogeneous class of non-enzymatic glycated proteins or lipids. AGEs form cross-links, trap macromolecules and release reactive oxygen intermediates. AGEs are linked to aging, and increase in several related diseases. The aim of this study was to assess, in a murine macrophage cell line, J774A.1, the effects of 48 h of exposure to glycated serum containing a known amount of pentosidine, a well-known AGE found in the plasma and tissues of diabetic and uremic subjects. Fetal bovine serum was incubated with ribose (50 mm) for 7 days at 37 °C to obtain about 10 nmol/ml of pentosidine. The cytotoxic parameters studied were cell morphology and viability by neutral red uptake, lactate dehydrogenase release and tetrazolium salt test. In the medium and in the intracellular compartment, bound and free pentosidine were evaluated by HPLC, as sensitive and specific glycative markers, and thiobarbituric acid reactive substances (TBARs), as index of the extent of lipid peroxidation. Our results confirm that macrophages are able to take up pentosidine. It is conceivable that bound pentosidine is degraded and free pentosidine is released inside the cell and then into the medium. The AGE increase in the medium was combined with an increase in TBARs, meaning that an oxidative stress occurred; marked cytotoxic effects were observed, and were followed by the release of free pentosidine and TBARs into the culture medium.

Antioxidant status in J774A.1 macrophage cell line during chronic exposure to glycated serum

Advanced glycation end-products (AGEs) are linked to aging and correlated diseases. The aim of present study was to evaluate oxidative stress related parameters in J774A.1 murine macrophage cells during chronic exposure to a subtoxic concentration of AGE (5% ribose-glycated serum (GS)) and subsequently for 48 h to a higher dose (10% GS). No effects on cell viability were evident in either experimental condition. During chronic treatment, glycative markers (free and bound pentosidine) increased significantly in intra- and extracellular environments, but the production and release of thiobarbituric acid reactive substances (TBARs), as an index of lipid peroxidation, underwent a time-dependent decrease. Exposure to 10% GS evidenced that glycative markers rose further, while TBARs elicited a cellular defence against oxidative stress. Nonadapted cultures showed an accumulation of AGEs, a marked oxidative stress, and a loss of viability. During 10% GS exposure, reduced glutathione levels in adapted cultures remained constant, as did the oxidized glutathione to reduced glutathione ratio, while nonadapted cells showed a markedly increased redox ratio. A constant increase of heat shock protein 70 (HSP70) mRNA was observed in all experimental conditions. On the contrary, HSP70 expression became undetectable for a longer exposure time; this could be due to the direct involvement of HSP70 in the refolding of damaged proteins. Our findings suggest an adaptive response of macrophages to subtoxic doses of AGE, which could constitute an important factor in the spread of damage to other cellular types during aging.Key words: in vitro cytotoxicity, AGE, pentosidine, glycoxidation, oxidative stress, TBARs.

Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Perturbations in Blood Phosphatidylcholine and Sphingomyelin Fatty Acid Composition in a Sample Population of Cigarette Smokers

Docosahexaenoic (DHA) and arachidonic acids (AA) are polyunsaturated fatty acids (PUFAs), major components of brain tissue and neural systems, and the precursors of a number of biologically active metabolites with functions in inflammation resolution, neuroprotection and other actions. As PUFAs are highly susceptible to peroxidation, we hypothesised whether cigarette smokers would present altered PUFAs levels in plasma and erythrocyte phospholipids. Adult males from Indian, Sri-Lankan or Bangladeshi genetic backgrounds who reported smoking between 20 and 60 cigarettes per week were recruited. The control group consisted of matched non-smokers. A blood sample was taken, plasma and erythrocyte total lipids were extracted, phospholipids were separated by thin layer chromatography, and the fatty acid content analysed by gas chromatography. In smokers, dihomo-gamma-linolenic acid, the AA precursor, was significantly reduced in plasma and erythrocyte phosphatidylcholine. AA and DHA were significantly reduced in erythrocyte sphingomyelin. Relatively short term smoking has affected the fatty acid composition of plasma and erythrocyte phospholipids with functions in neural tissue composition, cell signalling, cell growth, intracellular trafficking, neuroprotection and inflammation, in a relatively young population. As lipid peroxidation is pivotal in the pathogenesis of atherosclerosis and neurodegenerative diseases such as Alzheimer disease, early effects of smoking may be relevant for the development of such conditions.

Transcriptome-Wide Mapping of Pea Seed Ageing Reveals a Pivotal Role for Genes Related to Oxidative Stress and Programmed Cell Death

Understanding of seed ageing, which leads to viability loss during storage, is vital for ex situ plant conservation and agriculture alike. Yet the potential for regulation at the transcriptional level has not been fully investigated. Here, we studied the relationship between seed viability, gene expression and glutathione redox status during artificial ageing of pea (Pisum sativum) seeds. Transcriptome-wide analysis using microarrays was complemented with qRT-PCR analysis of selected genes and a multilevel analysis of the antioxidant glutathione. Partial degradation of DNA and RNA occurred from the onset of artificial ageing at 60% RH and 50 degrees C, and transcriptome profiling showed that the expression of genes associated with programmed cell death, oxidative stress and protein ubiquitination were altered prior to any sign of viability loss. After 25 days of ageing viability started to decline in conjunction with progressively oxidising cellular conditions, as indicated by a shift of the glutathione redox state towards more positive values (>-190 mV). The unravelling of the molecular basis of seed ageing revealed that transcriptome reprogramming is a key component of the ageing process, which influences the progression of programmed cell death and decline in antioxidant capacity that ultimately lead to seed viability loss.

Hidrolisados protéicos de anchoita (engraulis anchoita): obtenção, atividade antioxidante e aplicação em embutido emulsionado

Uma alternativa para pescados subaproveitados e subprodutos da industrialização de pescado é o desenvolvimento de processos para recuperação e/ou alteração das proteínas musculares de pescados. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de hidrolisados protéicos de carne mecanicamente separada (CMS) de anchoita (Engraulis anchoita) e a avaliação da sua atividade antioxidante, aplicando-os bem embutido preparado com o surimi de anchoita. Foram produzidos diferentes hidrolisados com as enzimas microbianas Alcalase, Flavourzyme e Protamex, fixando a concentração de substrato e de enzima e os parâmetros pH e temperatura foram variados. Os hidrolisados foram efetivos contra a inibição da peroxidação lipídica (43,8±0,2%) e no poder redutor, onde o hidrolisado com a enzima Flavourzyme em 1 hora de reação mostrou-se mais efetivo. No seqüestro de radicais livres, como o DPPH, o hidrolisado com a enzima Flavourzyme, obtido em tempo de hidrólise de 5 horas, alcançou valores acima de 45,0% em concentração de 5 mg/mL. Na produção de surimi foram testadas lavagens da CMS de anchoita com soluções de bicarbonato de sódio 0,5%, ácido fosfórico 0,05% e cloreto de sódio 0,3%. O maior rendimento (90,5%) e uma coloração mais clara (W= 50,24±1,81) foram encontrados no surimi obtido por lavagens com bicarbonato de sódio e cloreto de sódio (BS), em comparação ao surimi que se utilizou água, ácido fosfórico e cloreto de sódio (AF) ou com soluções de cloreto de sódio, ácido fosfórico e bicarbonato de sódio (AB). Na força de gel o surimi AF (1154,25 ± 4,37 g.mm) obteve maior valor, sendo utilizado para a produção de salsichas. Foram analisadas diferentes concentrações de surimi (70, 75 e 80%) em salsichas, que foram submetidas às análises de cor e textura. Não houve influência da concentração de surimi nas características tecnológicas da salsicha, exceto nos valores de luminosidade. A salsicha com 75% de surimi de anchoita foi caracterizada pela composição proximal, valor energético total (VET) e conteúdo de sódio. A salsicha com surimi e comercial apresentou composição semelhante. O produto com surimi apresentou menor VET (193,7Kcal/100g) e conteúdo de sódio (520 mg/100g) que a salsicha comercial. Nas condições de estudo, no embutido emulsionado, não foi verificada ação antioxidante de hidrolisados, porém houve efeito sobre a CMS de anchoita.

Obtenção de biopeptídeos com atividade antioxidante a partir de proteínas de origem animal

Pele, ossos, espinhas, entre outros, separados durante o processamento de produtos cárneos podem ser uma boa fonte de proteína, especialmente de colágeno. Para obtenção de colágeno nativo a partir de ossos é necessário um tratamento prévio de desproteinização e desmineralização. Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar os melhores parâmetros para a desmineralização de ossos de pescado e frango utilizando soluções de HCl e EDTA um complexante de íons metálicos. O melhor efeito da desmineralização foi obtido com solução de HCl 1,0 mol/L. Após 48 h de extração, 99,4 e 95,4% das substâncias minerais foram solubilizadas para os ossos de pescado e para ossos de frango, respectivamente. Paralelamente, a menor perda de colágeno também foi observada nessas condições. O processo realizado empregando soluções de EDTA foi menos eficaz do que com solução de HCl. Após 48 h de extração com EDTA 0,1 mol/L, 37,5 e 32,4% dos compostos minerais foram removidos dos ossos de pescado e dos ossos de frango, respectivamente. Uma maior eficiência foi alcançada com solução de EDTA 0,5 mol/L. O rendimento do processo foi de cerca de 66,6% a partir dos ossos de pescado e 70,6% a partir os ossos de frango. A desmineralização com EDTA não provocou perda de colágeno.

Potencial antifúngico, antioxidante e inibidor da produção de aflatoxina por extratos fenólicos de Chlorella sp. e Spirulina platensis

A contaminação fúngica acarreta alterações na qualidade nutricional e no valor econômico de produtos alimentícios podendo causar danos patológicos em plantas, animais e humanos. A identificação da atividade antioxidante, antifúngica e antimicotoxinas, em extratos de microalgas com propriedade de inibir a multiplicação de fungos e subseqüente produção de micotoxinas abre a perspectiva de empregar substâncias mais eficientes e com maior ação específica contra estes microorganismos. Entre os compostos com propriedades inibidoras de radicais livres, de crescimento fúngico e produção de micotoxinas, destacam-se os compostos fenólicos, que podem inibir a atividade metabólica microbiana, dificultando a atividade de enzimas. Neste estudo foram avaliados o poder de inibição de multiplicação fúngica de Rhizopus oryzae e Aspergillus flavus pelos extratos fenólicos de Chlorella sp. e Spirulina platensis, bem como sua atividade antioxidante, e a atividade antimicotoxinas da última microalga contra Aspergillus flavus. O conteúdo de fenóis totais foi em média 1000 µgfenóis/g Spirulina platensis e 600 µgfenóis/g Chlorella sp., sendo que o acido gálico e o cafeíco foram identificados como compostos majoritários na Spirulina platensis. As determinações de glicosamina (parede celular) e ergosterol (membrana celular) mostraram-se bons indicativos do desenvolvimento microbiano permitindo uma boa estimativa da inibição dele. O extrato fenólico de Spirulina platensis apresentou capacidade de inibir cerca de 50% a formação da parede e da membrana celular para ambos os fungos estudados e de 100% a produção de aflatoxina B1 até o 10º dia de cultivo do Aspergillus flavus. Além disso, o extrato metanólico de Spirulina platensis inativou 53,5% o DPPH reativo, limitou o escurecimento enzimático ocasionado pela peroxidase em 55% e inibiu a peroxidação lipídica em 46% após 14 dias de armazenamento sob luz. Estes resultados mostram que a ação antifúngica, antimicotoxinas e antioxidante está naturalmente presente em alguns tecidos microbianos e que encontrar a forma de extraí-los e aplicá-los como conservantes alimentícios é muito promissor para substituição aos antifúngicos e outros conservantes químicos.

Desacoplamento mitocondrial e estresse oxidativo em espermatozoides suínos resfriados

A espécie suína (Sus scropha domesticus) possui relevância nos âmbitos da pesquisa, da xenotransplantação e da produção de carnes. O resfriamento de sêmen é capaz de reduzir o metabolismo celular e possibilitar o armazenamento dos gametas, sendo auxiliar durante práticas de reprodução assistida. Contudo, os espermatozoides suínos são sensíveis ao estresse oxidativo gerado durante o processo de resfriamento. O 2,4 dinitrofenol (DNP) poderia gerar o desacoplamento mitocondrial reduzindo o estresse oxidativo e prolongando indiretamente a viabilidade e capacidade fertilizante de espermatozoides suínos resfriados pela diminuição de espécies reativas de oxigênio. O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos do desacoplamento mitocondrial induzido pelo DNP e os efeitos desse desacoplamento sobre as de fluidez e integridade de membrana plasmática, funcionalidade de mitocôndria, motilidade espermática, além dos parâmetros de estresse oxidativo de lipoperoxidação e produção de espécies reativas de oxigênio, durante o resfriamento a 17 °C de 24 até 96 horas. Utilizou-se 22 ejaculados expostos ao diluente Betsville Thawing Solution (BTS) (controle) e ao mesmo diluente acrescido das concentrações de 0,01 µM (T1); 0,1 µM (T2); 1,0 µM (T3) e 10 µM (T4) de DNP. Através do teste de Shapiro-Wilk as variáveis que não apresentaram normalidade, tiveram suas médias comparadas pelo teste de KruskalWallis. As análises estatísticas demonstraram que o DNP não se diferiu do controle independente do tempo de armazenamento, para nenhuma das variáveis analisadas. Possivelmente, a falta de ação sobre as mitocôndrias, ou seja, a não promoção do desacoplamento mitocondrial foi o motivo principal para a falta dos efeitos do DNP. Acredita-se que a utilização do DNP em temperaturas mais elevadas por estas promoverem aumento da fluidez de membrana e/ou o aumento das concentrações de DNP poderiam gerar efeitos significativos sobre as mitocôndrias e demais variáveis analisadas. Finalmente, o DNP nas concentrações testadas não se diferiu do controle em todas as variáveis analisadas independente do tempo de armazenamento.

Efeito da exposição ao herbicida glifosato sobre parâmetros bioquímicos, moleculares e espermáticos do peixe Danio rerio

Agroquímicos são amplamente utilizados na atividade agrícola com o objetivo de aumentar a produção e melhorar a qualidade dos alimentos, no entanto podem vir a gerar danos ao meio ambiente e a organismos não-alvo. Dentre esses pesticidas encontra-se o herbicida glifosato, o qual vem sendo mais utilizado mundialmente. Seu mecanismo de ação se dá através da inibição da enzima 5-enolpiruvilshikimato-3- fosfatosintase, intermediária da síntese de aminoácidos aromáticos essenciais em plantas. Pouco se sabe sobre os efeitos da substância glifosato em animais, pois os estudos realizados visam principalmente os efeitos da formulação comercial, a qual contém surfactantes e outras substâncias inertes. Tendo isso em vista, esse estudo avaliou o efeito do glifosato no teleósteo Danio rerio considerando parâmetros de estresse oxidativo, atividade e expressão da acetilcolinesterase e parâmetros reprodutivos. Foram feitas exposições a 5 mg/L e 10 mg/L de glifosato, mais um grupo controle por 24 e 96 horas, somente com peixes machos. Para análise bioquímica foram retirados cérebro, brânquias e músculo; para análise molecular, cérebro e músculo; e para análise na qualidade espermática dos peixes, os testículos. Quanto às análises bioquímicas houve um aumento na capacidade antioxidante contra radicais peroxil nas brânquias na concentração de 5 mg/L após 24 horas de exposição; uma redução na peroxidação lipídica no cérebro na maior concentração (10 mg/L) após 24h e um aumento da mesma em músculo, também em 10 mg/L, após 96 horas. Não foi observada alteração na geração de espécies reativas de oxigênio decorrente da exposição ao glifosato, assim como na atividade da enzima acetilcolinesterase; já na expressão gênica desta enzima houve uma diminuição no cérebro após 24 horas de exposição e um aumento no cérebro e no músculo após 96 horas. Quanto à qualidade espermática dos peixes, houve uma redução na motilidade e período de motilidade dos espermatozóides nas concentrações de 5 mg/L e 10 mg/L em ambos tempos de exposição; na concentração de 10 mg/L ainda houve uma redução da funcionalidade mitocondrial, integridade de membrana do espermatozóide e integridade de DNA após 24 e 96 horas. Sendo assim, o glifosato se mostrou capaz de alterar o balanço oxidativo dos tecidos do peixe Danio rerio bem como alterar significativamente a expressão gênica da enzima acetilcolinesterase. Além disso, nossos resultados demonstram que o glifosato pode interferir na reprodução deste animal, através da redução de sua qualidade espermática.

Efeitos bioquímicos da exposição ao nanomaterial óxido de grafeno em diferentes tecidos do camarão branco (Litopenaeus vannamei; Crustacea, Decapoda), através da suplementação na ração

O desenvolvimento da nanotecnologia vem se intensificando nos últimos anos. Sendo que os NM já estão sendo utilizados em vários produtos disponíveis no mercado. Dentre os NM mais utilizados estão os compostos de carbono que embora sejam compostos somente por este elemento podem ter estruturas diferentes que refletem em suas aplicações e possivelmente em seus efeitos. Dentre os NM de carbono, o grafeno e o óxido de grafeno apresentam promissoras características que ampliam sua utilização em diversos segmentos desde eletrônicos até a distribuição de medicamentos. A intensificação da produção e utilização destes NM é acompanhada pela liberação destes nanomateriais no ambiente que pode afetar os organismos vivos, principalmente os animais aquáticos. Entretanto, pouco se sabe sobre os efeitos do óxido de grafeno em crustáceos de importância comercial como é o caso do camarão branco Litopenaeus vannamei. Portanto, a presente dissertação teve como objetivo avaliar os efeitos biológicos da exposição ao óxido de grafeno em diferentes tecidos do camarão.

Interação da cianotoxina microcistina e o nanomaterial de carbono fulereno (C60) em brânquias do peixe Cyprinus carpio (Teleostei: Cyprinidae) sob incidência de radiação UVA

A produção mundial de nanomateriais tem aumentado nos últimos anos, em função de suas variadas aplicações tecnológicas e, como consequência do seu crescente uso e demanda, poderão existir riscos ambientais sendo a água o ambiente onde muitas destas substâncias podem exercer efeitos deletérios. Um dos nanomaterias de carbono mais utilizados é o fulereno, um composto orgânico lipofílico que pode se comportar como carreador de moléculas tóxicas, potencializando a entrada de contaminantes ambientais em órgãos específicos, fenômeno conhecido como “cavalo de Troia”. As microcistinas (MC) são cianotoxinas produzidas por cianobactérias durante episódios de floração, afetando aos organismos aquáticos e ao ser humano. Diversos estudos demonstram que organismos expostos tanto às MCs quanto ao fulereno podem causar produção excessiva de espécies ativas de oxigênio e alterar os níveis de antioxidantes. Além disso, outro fator que pode vir a intensificar o potencial tóxico de ambos é a incidência de radiação UVA. Sendo assim, procurou-se avaliar os efeitos em parâmetros de estresse oxidativo da co-exposição ex vivo da cianotoxina microcistina-LR (MC-LR) e o nanomaterial de carbono fulereno em brânquias do peixe Cyprinus carpio sob incidência de radiação UVA. Os resultados mostraram que: (a) houve uma perda da capacidade antioxidante no tratamento com MC-LR (baixa concentração) quando coexposta com fulereno no UVA em relação com o tratamento realizado sem co-exposição com fulereno; (b) o fulereno no UV diminuiu a atividade da enzima glutationa-Stransferase (GST) quando comparado com o controle no UV; (c) a MC-LR (alta concentração) co-exposta com fulereno foi capaz de diminuir as concentrações do antioxidante glutationa (GSH) quando comparado com o mesmo tratamento tanto no UVA quanto no escuro sem a co-exposição ao fulereno; (d) o tratamento MC-LR (baixa concentração) com UVA aumentou o dano oxidativo lipídico quando comparado com o controle UVA; (e) o fulereno não causou uma maior bioacumulação da microcistina no tecido. Sendo assim, pode-se concluir que o fulereno não apresentou o potencial de carregador de moléculas nessas concentrações de microcistina, porém, a co-exposição dos compostos diminuem tanto capacidade antioxidante total, como a concentração da GSH, podendo gerar problemas a longo prazo na detoxificação da toxina.

DNA Damage and Oxidative DNA Damage in Inflammatory Bowel Disease

Background and aims: Inflammation has long been regarded as a major contributor to cellular oxidative damage and to be involved in the promotion of carcinogenesis. Methods: We aimed to investigate the oxidative damage in inflammatory bowel disease [IBD] patients through a case–control and prospective study involving 344 IBD patients and 294 healthy controls. DNA damage and oxidative DNA damage were measured by comet assay techniques, and oxidative stress by plasmatic lipid peroxidation, protein carbonyls, and total antioxidant capacity. Results: Higher DNA damage [p < 0.001] was found both in Crohn’s disease [CD] (9.7 arbitrary units [AU]; interquartile range [IQR]: 6.2–14.0) and ulcerative colitis [UC] [7.1 AU; IQR: 4.4–11.7], when compared with controls [5.4 AU; IQR: 3.8–6.8], and this was also the case with oxidative DNA damage [p < 0.001] [CD: 3.6 AU; IQR: 1.8–6.8; UC: 4.6 AU; IQR: 2.4–8.1], when compared with controls: 2.3 AU; IQR: 1.2–4.2]. Stratifying patients into groups according to therapy (5-aminosalicylic acid [5-ASA], azathioprine, anti-TNF, and combined therapy [azathioprine and anti-TNF]) revealed significant between-group differences in the level of DNA damage, both in CD and UC, with the combined therapy exhibiting the highest DNA damage levels [11.6 AU; IQR: 9.5–14.3, and 12.4 AU; IQR: 10.6–15.0, respectively]. Among CD patients, disease behaviour [B1 and B2], and age at diagnosis over 40 years [A3] stand as risk factors for DNA damage. For UC patients, the risk factors found for DNA damage were disease activity, treatment, age at diagnosis under 40 years [A1 + A2] and disease locations [E2 and E3]. Conclusions: In IBD there is an increase in DNA damage, and treatment, age at diagnosis and inflammatory burden seem to be risk factors.

Thermotolerant cyclamen with reduced acrolein and methyl vinyl ketone

Reduced levels of trienoic fatty acids (TAs) in chloroplast membranes induce thermotolerance in several plant species, but the underlying mechanisms remain unclear. TA peroxidation in plant cell membranes generates cytotoxic, TA-derived compounds containing alpha,beta-unsaturated carbonyl groups. The relationship between low TA levels and the amounts of cytotoxic TA-derived compounds was examined using thermotolerant transgenic cyclamen (Cyclamen persicum Mill.) with low TA contents. Changes in the levels of the cytotoxic TA-derived acrolein (ACR), methyl vinyl ketone (MVK), (E)-2-hexenal, 4-hydroxy-2-nonenal, and malondialdehyde were analysed in the leaf tissues of wild-type (WT) and thermotolerant transgenic cyclamen under heat stress. Levels of ACR and MVK in the WT increased in parallel with the occurrence of heat-induced tissue damage, whereas no such changes were observed in the thermotolerant transgenic lines. Furthermore, exogenous ACR and MVK infiltrated into leaves to concentrations similar to those observed in heat-stressed WT leaves caused similar disease symptoms. These results suggest that thermotolerance in transgenic cyclamen depends on reduced production rates of ACR and MVK under heat stress, due to the low level of TAs in these plants.

Efeitos bioquímicos e fisiológicos da exposição ao níquel no caranguejo euraliano neohelice granulata

Em invertebrados eurialinos, a exposição a metais pode induzir distúrbios respiratórios, iônicos e osmóticos, bem como estresse oxidativo. Diversos estudos sobre o efeito combinado da salinidade da água e a exposição a metais em invertebrados estuarinos estão relatados na literatura, porém a maioria destes estudos estão focados em apenas alguns metais como Cd, Cu, Pb e Zn. Entretanto, poucos estudos avaliaram as respostas bioquímicas e fisiológicas de invertebrados eurialinos à exposição ao Ni em diferentes salinidades. No presente estudo, o caranguejo estuarino Neohelice granulata foi mantido sob condições controle (sem adição de Ni na água) ou exposto (96 h) a concentrações subletais de Ni (100 e 1000 µg/L) em duas salinidades (2 e 30). Após exposição, o consumo de oxigênio corporal foi medido e amostras de tecidos (hemolinfa, hepatopâncreas, músculo, e brânquias anteriores e posteriores) foram coletadas para análises posteriores. A concentração osmótica e a composição iônica (Na+ , Cl- , Ca2+, Mg2+ e K+ ) foram determinadas nas amostras de hemolinfa. A atividade da lactato desidrogenase (LDH) foi medida na hemolinfa, hepatopâncreas e músculo, enquanto a peroxidação lipídica (LPO) foi analisada no hepatopâncreas, músculo e brânquias (anteriores e posteriores). Os caranguejos controle não apresentaram diferença na concentração osmótica em função da salinidade, porém aqueles aclimatados à salinidade 2 apresentaram menores concentrações hemolinfáticas de Na+ , K + e Mg2+, bem como maiores níveis de LPO nas brânquias (anteriores e posteriores) e hepatopâncreas do que aqueles aclimatados à salinidade 30. O consumo de oxigênio corporal e a atividade tecidual da LDH foram semelhantes nos caranguejos controles aclimatados a 2 e 30. Estes resultados indicam que, após duas semanas de manutenção em laboratório, N. granulata apresenta ajustes fisiológicos da concentração osmótica (2‰: hiper-regulação; 30‰: hipo-regulação), composição iônica hemolinfática e taxas 4 metabólicas (aeróbica e anaeróbica) em função da salinidade, com conseqüente maior dano oxidativo em lipídios durante a hiper-regulação em baixa salinidade. Quanto à exposição ao Ni, houve aumento do consumo de oxigênio corporal, da atividade da LDH hemolinfática e da concentração hemolinfática de K+ na salinidade 2. Na salinidade 30 foi observado um aumento da atividade da LDH hemolinfática, da concentração osmótica e de Cl- hemolinfática, bem como uma diminuição das concentrações hemolinfáticas de K+ e Mg2+. Nos caranguejos aclimatados à salinidade 2, os efeitos do Ni parecem estar associados a distúrbios metabólicos (aeróbico e anaeróbico), enquanto distúrbios osmóticos e ionoregulatórios foram mais evidentes nos caranguejos aclimatados e expostos ao Ni na salinidade 30.