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)

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

Efeito da p53 sobre a expressão e atividade da enzima de reparo de DNA Timina-DNA Glicosilase

O câncer de esôfago é uma malignidade altamente freqüente e letal. Uma característica específica das áreas de alta incidência de câncer de esôfago é a grande proporção de duplas mutações no gene TP53, sendo, ao menos uma delas, uma transição G para A em sítios CpG. Essas transições resultam de malpareamentos GT causados pela desaminação espontânea da 5-metilcitosina em ilhotas CpG. A enzima de reparo de DNA Timina-DNA Glicosilase (TDG) é responsável pelo primeiro passo na remoção da timina de malpareamentos GT em CpG. A alta proporção de mutações em sítios CpG em câncer de esôfago das áreas de alta incidência sugere que a via de reparo de DNA iniciada pela TDG pode estar prejudicada. A presença de duplas mutações, sendo ao menos uma delas em CpG, levantou a hipótese de que a primeira mutação no TP53 reduz a atividade da via de reparo iniciada pela TDG, que acarretaria a segunda mutação em sítios CpG. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi analisar o efeito da p53 sobre a expressão e atividade da TDG. Os resultados obtidos mostram que a expressão de TDG é regulada transcricionalmente pela p53 numa gama de linhagens celulares e é induzida pelo dano ao DNA, de forma p53-dependente. Além disto, os resultados apontam um possível papel da proteína p53 ativa na migração nuclear e atividade da TDG. Estes resultados ainda nos levam à conclusão de que o silenciamento de TDG aumenta a sensibilidade à morte celular induzida por MMS quando a p53 é encontrada na forma selvagem, mas não quando esta proteína é mutada, e de que o status mutacional de TP53 parece afetar a expressão de TDG em CEE primários. Juntos esses resultados sugerem que a p53 regula o reparo de DNA mediado pela TDG e que a inativação de p53 em células tumorais pode contribuir para a aquisição de um mutator phenotype.

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].

Chemistry and biology of DNA-binding small molecules

Regulation of the transcription machinery is one of the many ways to achieve control of gene expression. This has been done either at the transcription initiation stage or at the elongation stage. Different methodologies are known to inhibit transcription initiation via targeting of double-stranded (ds) DNA by: (i) synthetic oligonucleotides, (ii) ds-DNA-specific, sequenceselective minor-groove binders (distamycin A), intercalators (daunomycin) combilexins and (iii) small molecule (peptide or intercalator)-oligonucleotide conjugates. In some cases, instead of ds-DNA, higher order G-quadruplex structures are formed at the start site of transcription. In this regard G-quadruplex DNA-specific small molecules play a significant role towards inhibition of the transcription machinery. Different types of designer DNA-binding agents act as powerful sequence-specific gene modulators, by exerting their effect from transcription regulation to gene modification. But most of these chemotherapeutic agents have serious side effects. Accordingly, there is always a challenge to design such DNA-binding molecules that should not only achieve maximum specific DNA-binding affinity, and cellular and nuclear transport activity, but also would not interfere with the functions of normal cells.

Estudo da atividade protetora de extratos vegetais contra stresse genotóxico

Dissertação de mestrado, Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Loss of Par3 leads to aberrant divisions and faster mitotic progression in differentiating primary murine keratinocytes

Dissertação de Mestrado, Oncobiologia: Mecanismos Moleculares do Cancro, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015