A hidroquinona (HQ) é um composto fenólico encontrado em grandes quantidades no cigarro, em medicamentos e alimentos, além de ser um dos mais importantes metabólitos tóxicos do benzeno (BZ). Temos mostrado que a exposição sistêmica à HQ compromete a resposta inflamatória in vivo. Complementando estas investigações, o objetivo do presente projeto foi investigar o efeito da exposição ambiental à HQ sobre o recrutamento leucocitário para o pulmão induzido pelo lipopolisacarídeo de E.coli (LPS) e sobre os eventos celulares envolvidos neste processo, bem como sobre a formação de adutos de DNA no tecido pulmonar. Para tanto, 12,5, 25 ou 50 ppm de HQ ou veículo (solução salina 5% de etanol) foram nebulizadas em caixa de exposição (60 mL/1h; 5 dias) onde 5 camundongos Swiss machos estavam alocados. Uma hora após as últimas exposições, a inflamação pulmonar foi induzida pela inalação de LPS (0,1 mg/mL; 10 min). Os animais expostos à HQ e na vigência ou ausência de inflamação foram empregados para: 1) coleta do lavado broncoalveolar (LBA) três horas após a inalação de LPS para quantificação do número de leucócitos (câmara de Neubauer e esfregaços corados por Panótico®); 2) coleta de sangue para quantificação do número de leucócitos circulantes antes e 3 horas após a inalação de LPS (câmara de Neubauer e esfregaços corados por Panótico®); para a quantificação da expressão de moléculas de adesão em leucócitos de animais não inflamados induzida ou não pelo formil-metionil-leucil-fenilalanina (fMLP) in vitro (citometria de fluxo); para obtenção de plasma para quantificação de malonaldeído (HPLC) e de neutrófilos para quantificação de espécies reativas de oxigênio intracelular (EROs; citometria de fluxo) de animais não inflamados pelo LPS; 3) coleta de tecido pulmonar para quantificação da expressão de moléculas de adesão em células endoteliais e para quantificação da atividade da enzima mieloperoxidase (MPO) 3 horas após a inalação de LPS e para quantificação de adutos de DNA em tecido de animais não inflamados. Adicionalmente, a concentração de HQ na caixa de exposição foi quantificada por HPLC. Os resultados obtidos mostraram que a exposição à HQ não afetou os números de leucócitos circulantes, mas reduziu o número de leucócitos polimorfonucleares (PMN) e mononucleares (MN) no LBA; aumentou a atividade de MPO no tecido pulmonar; reduziu a expressão de L-selectina em PMN estimulados in vitro pelo fMLP; aumentou a expressão de β2 integrinas em PMN na vigência ou ausência (basal) de estimulação pelo fMLP; aumentou a expressão de β3 integrinas e PECAM-1 em condições basais; aumentou a formação de EROs por PMN; não alterou a expressão das moléculas de adesão endoteliais PECAM-1, VCAM-1, ICAM-1, JAM-C, P e Eselectinas e VE-Caderina; não aumentou significantemente a formação de adutos 8-oxo-7,8-dihidro- 2\'-desoxiguanosina e 1,N2-propano-2\'-deoxiguanosina no tecido pulmonar; aumentou a concentração de malonaldeído plasmático. A saturação da concentração de HQ na caixa de exposição foi 10 vezes menor que as preconizadas para a exposição ocupacional pelas agências regulamentadoras, indicando que mesmo a baixas concentrações de exposição, a HQ prejudica a resposta do hospedeiro a um agente infeccioso. O mecanismo tóxico pode estar relacionado à ativação das células na circulação, dependente da produção de espécies reativas de oxigênio, e que a toxicidade pode não ser detectada na ausência de resposta do organismo ao trauma. / Hydroquinone (HQ) is a phenolic compound found in large quantities in cigarettes, medicines and food, besides it is one of the most important toxic metabolites of benzene (BZ). We have shown that systemic exposure impairs in vivo inflammatory response. Following these investigations, this work aimed to study the effects of environmental exposure to HQ on leukocyte recruitment to the inflamed lung induced by lipolissacarideo of E. coli (LPS), the cell events involved in this process, and adducts formation on DNA of pulmonary tissue cells . For that 12.5, 25, or 50 ppm of HQ or vehicle (saline solution with 5% of ethanol) we aerosolized into an exposure box (60 mL/1h; 5 days) containing 5 male Swiss mice. One hour after the last exposures, the pulmonary inflammation was induced by LPS inhalation (0.1 mg/mL; 10 min). Animals exposed to HQ in presence or absence of inflammation were used for: 1) BAL collection three hours after LPS inhalation to quantify the leukocytes in BAL (Neubauer chamber and Panótico® stained smears); 2) blood collection to quantify the circulating leukocytes before and three hours after LPS inhalation (Neubauer chamber and Panótico® stained smears); to quantify the expression of adhesion moleculas in leukocytes from non-inflamed animals induced or not for formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine (fMLP) in vitro (flow citometry); to obtain blood plasma and quantify the formation of malondialdehyde (MDA; HPLC) and neutrophils to quantify the intracellular generation of reactive oxygen spices (ROS; flow citometry) from non-inflamed animals; 3) pulmonary tissue collection to quantify the expression oh adhesion molecules on endothelial cells and quantify the mieloperoxydase (MPO) activity, three hours after LPS inhalation and to quantify the DNA adducts on pulmonary tissue obtained from non-inflamed animals. Additionally, the concentration of HQ in the exposure box was quantified by HPLC. The results showed that exposure to HQ did not affect the numbers of circulating leukocytes, but reduced the number of polymorphonuclear leukocytes (PMN) and mononuclear (MN) in BAL, increased the activity of MPO in lung tissue; reduced the expression of L-selectin in PMN stimulated by fMLP in vitro, increased the expression of β2 integrins in PMN in the presence or absence (basal) stimulation by fMLP, increased the expression of β3 integrin and PECAM-1 in basal conditions; increased ROS formation by PMN, did not alter the expression of endothelial adhesion molecules PECAM-1, VCAM- 1, ICAM-1, JAM-C, P and E-selectin and VE-Cadherin; not significantly increased the formation of 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-desoxyguanosine e 1,N2-propano-2\'-deoxyguanosine adducts in lung tissue; increased the concentration of plasma malondialdehyde. The concentration of HQ into the exposure box was 10 times lower than those recommended for occupational exposure from regulatory agencies, indicating that even at low exposure concentrations, HQ affect the host response to an infectious agent. The toxic mechanism may be related to activation of circulating cells, dependent on the generation of reactive oxygen species, and toxicity can not be detected in the absence of body response to trauma.

As espécies reativas são associadas a processos toxicológicos e fisiopatológicos, agindo como importantes mediadores, por exemplo, na sinalização celular. Diversas classes de compostos têm sido utilizadas como possíveis biomarcadores de estresse redox, destacando-se os aldeídos &#945;,&#946;-insaturados, capazes de alquilar biomoléculas como o DNA. Para evitar efeitos deletérios, estes aldeídos são detoxificados por glutationilação e posterior metabolização a derivados mercaptúricos. Contudo, avaliar o estado redox em sistemas biológicos ainda é tarefa bastante complexa, sendo a dificuldade em quantificar de forma prática e acurada os efeitos de sinalização e/ou dano molecular o maior problema dos estudos redox. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos acurados e sensíveis de análise de potenciais biomarcadores de estresse redox, isto é: nucleosídeos modificados, aldeídos endógenos e exógenos, glutationa e produtos de glutationilação, e avaliá-los em sistemas modelos, celular e animal, e em humanos. A avaliação dos níveis urinários de três nucleosídeos modificados por metodologia de HPLC-MS/MS desenvolvida pelo grupo em moradores da cidade de São Paulo - região com poluição atmosférica - demonstrou aumento significativo de 1,N2-propanodGuo comparado aos moradores de região não poluída. Ademais, comprova-se pela primeira vez que células deficientes em reparo de ligações cruzadas apresentam níveis basais elevados de 1,N2-propanodGuo, em duas linhagens independentes, colocando este aduto como potencial mediador de carcinogênese em pacientes portadores de Anemia de Fanconi. Utilizando cérebro de ratos SOD1G93A (modelo de Esclerose Lateral Amiotrófica - ELA), verificou-se aumento de 50% nos níveis de 1,N2-propanodGuo e de 100% nos de 1,N6-&#949;dAdo em fase sintomática, sugerindo influência do conteúdo lipídico cerebral, levando a comprometimento do metabolismo neuronal e morte celular. O perfil de aldeídos determinado em cérebro de ratos SOD1G93A demonstrou aumento de trans-hexa-2-enal e trans,trans-hexa-2,4-dienal em fase assintomática e de trans,trans-deca-2,4-dienal em fase sintomática, não sendo observada nenhuma alteração na medula. Conhecer estas variações permite direcionar estudos de modificações em biomoléculas, além de a metodologia per se corroborar com as áreas de análises lipidômicas. Técnicas distintas e o preparo de amostras refletiram nos níveis de glutationa reduzida (GSH) e oxidada (GSSG) relatados. A técnica de espectrometria de massas mostrou-se mais precisa que a detecção eletroquímica; e a alquilação do grupo tiol minimizou interferências de matriz. Por análise de HPLC-UV/Vis-ESI-MS/MS, a quantificação de trans-4-hidroxi-2-nonenal (HNE) e crotonaldeido conjugados com GSH demonstrou não haver alterações em cérebro e medula de ratos SOD1G93A. Contudo, há formação esteroespecífica dos adutos de HNE in vivo. Ressalta-se que a metodologia desenvolvida é extremamente sensível e específica e permite análise simultânea de GSH, GSSG, cisteína, cistina e dos adutos supracitados, servindo para análise de outros adutos de glutationilação de aldeídos que possam ser importantes em doenças associadas a estresse redox. / Free radicais and oxidant species are associated with toxicological and pathophysiological processes. It has been demonstrated that production of reactive oxygen species may be involved in cell signaling and regulation. Several biomarkers of redox processes have been used, including adducts formed through the reaction of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes with biomolecules such as DNA. In order to avoid these deleterious effects, aldehydes are detoxified through glutathionylation and further metabolized to mercapturic derivatives. However, assessing the redox status in biological systems is still a very complex task, and the difficulty in practical and accurate quantification of signaling effects and/or molecular damage is a major problem in redox studies. The objective of this work was to develop accurate and sensitive methods for analysis of potential biomarkers of redox stress, i.e., modified nucleosides, endogenous and exogenous aldehydes, glutathione and glutathionylation products, and their evaluation in cell, animal model and humans. Evaluation of urinary levels of 1,N2-propano-2\'-deoxyguanosine (1,N2-propanodGuo), 1,N2-etheno-2\'-deoxyguanosine and 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine in residents of São Paulo City - polluted region - showed a significant increase (p<0.05) in 1,N2-propanodGuo levels compared to residents of an unpolluted region by a HPLC-MS/MS methodology developed by the group. Moreover, it was proven, for the first time, that repair deficient cells have basal levels of 1,N2-propanodGuo higher than proficient cells in two independent strains, placing 1,N2-propanodGuo as a potential mediator of carcinogenesis in Fanconi Anemia patients. In an Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) animal model (SOD1G93A rat) , a 50% increase in the levels of 1,N2-propanodGuo and 100% in the 1,N6-etheno-2\'-deoxyadenosine in brain tissue in the symptomatic phase was observed, suggesting that the high brain lipid content may play a role, leading to impairment of cell metabolism and neuronal cell death. There is an increase of trans-hex-2-enal and trans,trans-hexa-2,4-dienal in asymptomatic SOD1G93A rats brain and of trans,trans-deca-2,4-dienal in symptomatic ones. However, no alteration was observed in spinal cord. Our approach contributes to a better understanding of the aldehyde status in vivo and allows us to predict biomolecule modifications. The developed methodology can contribute to lipidomic studies. The use of different techniques and sample preparation reflected in the reported levels of reduced (GSH) and oxidized glutathione (GSSG). The mass spectrometry technique proved to be more accurate than the electrochemical one, and the use of thiol alkylating agent minimizes matrix interference. No changes were observed in the levels of the GSH conjugates of trans-4-hydroxy-2-nonenal (HNE) and crotonaldehyde in brain and spinal cord of SOD1G93A rats quantified by HPLC-UV/Vis-ESI-MS/MS compared to controls. However, it was observed stereospecific HNE adducts formation in vivo. Note that this methodology is extremely sensitive and specific and allows simultaneous analysis of GSH, GSSG, Cys, cystine and the aforementioned adducts, serving for analysis of other aldehyde-glutathionylation adducts that may be important in pathologies associated with stress redox.

CI Disperse Blue 291 (CI DB 291) é um corante dinitrobromoaminoazobenzeno com atividade mutagênica para S. typhimurium, aumentada na presença de nitrorredutase, o-acetiltransferase e enzimas microssomais (S9). Neste estudo foram isolados e caracterizados quatro produtos da redução de DB 291 com ditionito de sódio (in vitro), sendo denominados 2- fenilbenzotriazóis não clorados (não-ClPBTAs). Os espectros de absorbância não apresentam o pico correspondente à ligação azo (?&#955;=613 nm), indicando a redução dessa ligação. Espectros de massas e 1H RMN mostram que os produtos são dois pares de tautômeros com m/z 465 [M+H]+ e m/z 449 [M+H]+. Esses produtos foram acetilados com piridina/anidrido acético e espectros de massas desses produtos indicam adição de grupamento acetil na molécula e formação de produtos com m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. Esses compostos foram reagidos com dGuo e obtivemos dois produtos com m/z 632 [M+H]+ e m/z 683 [M+H]+, sendo os possíveis adutos. A partir do composto não clorado com m/z 449 obtido após redução com ditionito de sódio, sintetizamos o análogo clorado (PBTA) após reação de cloração. Espectros de massa confirmam a formação do composto clorado com m/z 483 [M+H]+. Também incubamos o corante CI DB 291 com nitrorredutase/NADH. Análises por HPLC/ESI/MS indicam a formação de não-ClPBTA (m/z 449). Uma vez que não-ClPBTAs são mais mutagênicos para linhagens de S. typhimurium (com fração S9) que seus dinitrofenilazo corantes precursores, a conversão enzimática do corante para não-ClPBTAs pode ser uma via importante para sua bioativação. / C.I. Disperse Blue 291 (C.I. DB 291) is a dinitrobromoaminoazobenzene dye with mutagenic activity to S. typhimurium, that is increased in the presence of nitroreductase, o-acetyltransferase and microsomal enzymes (S9). In this study were isolated and characterized four products of the reduction of DB 291 with sodium dithionite (in vitro), named non- chlorinated 2- phenylbenzotriazoles (non-ClPBTAs). The absorbance spectra do not present the peak corresponding to the band of azo bond (&#955;= 613 nm), indicating that the reduction of this bond occured. Mass spectra and 1H NMR show that the products are two pairs of tautomers with m/z 465 [M+H]+ and m/z 449 [M+H]+. These compounds were acetylated with pyridine/acetic anhydride and their mass spectra indicate the addition of an acetyl group to the molecules and formation of products with m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. After reaction of these compounds with dGuo we have got two products with m/z 632 [M+H]+ and m/z 683 [M+H]+, which are possible adducts. Starting from the non chlorinated compound with m/z 449, obtained through the dye reduction with sodium dithionite, we have synthesized the chlorinated analogous (PBTA) after chlorination reaction. Mass spectrum confirms formation of the chlorinated product with m/z 483 [M+H]+. The DB 291 dye was also incubated with nitroreductase NADH. HPLC/ESI/MS analyses indicate the formation of a non chlorinated PBTA (m/z 449). Since non- chlorinated PBTAs are more mutagenic to S. typhimurium strains (with S9 mix) than the parent phenylbenzotriazole dye, enzymatic conversion of this type of dye non chlorinated PBTAs may be an important way for its bioactivation.

A produção de radicais de carbono \"in vivo\" durante a biotransformação da hidrazina foi demonstrada por ressonância para magnética eletrônica, utilizando o método do captador de spin. Eritrócitos de rato também oxidaram a hidrazina, formando radicais de carbono e nitrogênio, além de espécies reativas de oxigênio. Todas estas espécies, possivelmente formadas \"in vivo\", são potencialmente causadoras de dano a macromoléculas. Podem, por exemplo, iniciar reações secundárias formando radicais de componentes celulares, como ocorreu com a hemoglobina que foi oxidada a radicais tiil-hemoglobina em eritrócitos tratados com hídrazina. Radicais de carbono formados durante a biotransformação da hidrazina em animais expostos provêm necessariamente de substâncias endógenas e podem ser direta ou indiretamente responsáveis pela modificação ( alquilação ) de bases no DNA \"in vivo\". A hidrazona do formaldeído é descrita na literatura como um intermediário da alquilação induzida por hidrazina \"in vivo\". Células L 1210, catalase ou oxihemoglobina de rato foram capazes de formar radicais de carbono durante a oxidação da hidrazona do formaldeído. A oxidação da hidrazona do formaldeído pela catalase foi estudada \"in vítro\" e os radicais de carbono formados, identificados como radicais metila. A base modificada C8 -metil-guanina foi formada em animais expostos, como demonstrado por cromatografia líquida de alta eficiência associada à detecção eletroquímica, sugerindo que ocorreu alquilação do DNA por radicais metila durante a biotransformação da hidrazina \"in vivo\". / The production of carbon-centered radicais during hydrazine biotransformation \"in vivo\" was demonstrated by electron paramagnetic resonance ( EPR ) spin trapping technique. Rat red blood cells also oxidized hydrazine, forming carbon and nitrogen centered radicais, besides oxygen reactive speties. Ali these species, possibly formed \"in vivo\", are potentially harmful to macromolecules. For example, they can initiate secondary reactions in which the radicais from cell components are formed, as it occurred with hemoglobin, forming thiyl-hemoglobin radicais in the red blood cells treated with hydrazine. Carbon-centered radicais produced during the biotransformation of hydrazine in exposed animais must be derived from endogenous sources and may be directly or indirectly responsible for the modificaton ( alkylation ) of DNA bases \"in vivo\". The formaldehyde hydrazone is reported in the literature as an intermediate of hydrazine-induced alkylation \"in vivo\". L1210 cells, catalase and rat hemoglobin were able to produce carbon-centered radicais during the oxidation of the formaldehyde hydrazone. The oxidation of formaldehyde hydrazone by catalase was studied \"in vitro\" and the generated carbon-centered radicais were identified as methyl radicais. The modified base C8 -methylguanine was formed in exposed animais, as demonstrated by high performance liquid chromatography with electrochemical detection, suggesting that DNA alkylation by methyl radicais occurred during hydrazine biotransformation \"in vivo.\"

Exposição a Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) está relacionada com o aumento de risco de câncer. Esses carcinógenos dependem da sua ativação para intermediários eletrofílicos para causar danos em biomoléculas. As vias de ativação melhor estudadas incluem (i) a formação de diol-epóxido nas regiões de baía ou fjord dos HPAs através de epoxidações catalisadas pela citocromo P450 (CYP450), com uma hidrólise intermediária pela epóxido hidrolase e (ii) oxidação (CYP450 ou peroxidases) levando à formação de um cátion radical reativo. Outras vias incluem a formação de derivados metilados, quinonas e metabólitos de anel aberto cujas contribuições para a carcinogênese ainda são pouco estudadas, assim como o papel do estresse oxidativo na toxicidade dos HPAs. Neste trabalho foi investigado a citotoxicidade e genotoxicidade do indeno[1,2,3-cd]pireno, trifenileno e coroneno e seus produtos de oxidação (quinonas e hidroquinonas). Linhagens de carcinoma hepatocelular humano (HepG2) e de hepatócitos humanos normais (THLE-2) foram incubadas com os HPAs e suas respectivas quinonas e hidroquinonas acetiladas para análise de viabilidade celular (MTT) em diferentes condições de cultivo (por 16 horas, de 20 a 200 uM). Células HepG2 foram incubadas por 16 horas com indeno[1,2,3-cd]pireno (50 &#181;M), coroneno (20 &#181;M), trifenileno (10 uM) ou seus produtos de oxidação (quinonas e hidroquinonas acetiladas) para análise de dano oxidativo em DNA e peroxidação lipídica. Nas concentrações descritas acima, esses HPAs estruturalmente diferentes e seus produtos de oxidação são citotóxicos e levam ao aumento dos níveis de 7,8- dihidro-8-oxo-2\'-desoxiguanosina e malonaldeído. Tais danos podem contribuir para o aumento do risco de desenvolvimento de doenças, como o câncer, na população exposta. / Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) is related to the increase in the risk of cancer. These carcinogens depend on their activation by electrophilic intermediates to cause damage on biomolecules. The best understood activation pathways include (i) the formation of diol-epoxide in the bay and fjord regions of the PAH through epoxidations catalyzed by cytochrome P450 (CYP450), with an intermediate hydrolysis by epoxide hydrolase and (ii) oxidation (CYP450 or peroxidases) leading to the formation of a reactive cationic radical. Other pathways include the formation of methylated derivatives, quinones and open-ring metabolites whose contributions to carcinogenesis, as well as the role of oxidative stress on PAH toxicity, have not been extensively studied yet. This work investigated the cytotoxicity and genotoxicity of indene[1,2,3-cd]pyrene, triphenylene and coronene and their oxidation products (quinones and hydroquinones). Strains of human hepatocellular carcinoma (HepG2) and of normal human hepatocytes (THLE-2) were incubated with PAH and their respective quinones and acetylated hydroquinones and afterwards analyzed for cell viability (MTT) under different culture conditions (for 16 hours, 20 to 200 BM). HepG2 cells were incubated for 16 hours with indene[1,2,3-cd]pyrene (50 BM), coronene (20 BM), triphenylene (10 BM) or their oxidation products (quinones and acetylated hydroquinones) and afterwards analyzed for oxidative damage on DNA and lipid peroxidation. In the mentioned concentrations, these structurally different PAHs and their oxidation products are cytotoxic and lead to an increase in the levels of 7,8-dihydro-8-oxo-2\'-deoxyguanosine and malonaldehyde. Such damages may contribute to increase the risk of diseases like cancer in the exposed population.

CI Disperse Blue 291 (CI DB 291) é um corante dinitrobromoaminoazobenzeno com atividade mutagênica para S. typhimurium, aumentada na presença de nitrorredutase, o-acetiltransferase e enzimas microssomais (S9). Neste estudo foram isolados e caracterizados quatro produtos da redução de DB 291 com ditionito de sódio (in vitro), sendo denominados 2- fenilbenzotriazóis não clorados (não-ClPBTAs). Os espectros de absorbância não apresentam o pico correspondente à ligação azo (?&#955;=613 nm), indicando a redução dessa ligação. Espectros de massas e 1H RMN mostram que os produtos são dois pares de tautômeros com m/z 465 [M+H]+ e m/z 449 [M+H]+. Esses produtos foram acetilados com piridina/anidrido acético e espectros de massas desses produtos indicam adição de grupamento acetil na molécula e formação de produtos com m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. Esses compostos foram reagidos com dGuo e obtivemos dois produtos com m/z 632 [M+H]+ e m/z 683 [M+H]+, sendo os possíveis adutos. A partir do composto não clorado com m/z 449 obtido após redução com ditionito de sódio, sintetizamos o análogo clorado (PBTA) após reação de cloração. Espectros de massa confirmam a formação do composto clorado com m/z 483 [M+H]+. Também incubamos o corante CI DB 291 com nitrorredutase/NADH. Análises por HPLC/ESI/MS indicam a formação de não-ClPBTA (m/z 449). Uma vez que não-ClPBTAs são mais mutagênicos para linhagens de S. typhimurium (com fração S9) que seus dinitrofenilazo corantes precursores, a conversão enzimática do corante para não-ClPBTAs pode ser uma via importante para sua bioativação. / C.I. Disperse Blue 291 (C.I. DB 291) is a dinitrobromoaminoazobenzene dye with mutagenic activity to S. typhimurium, that is increased in the presence of nitroreductase, o-acetyltransferase and microsomal enzymes (S9). In this study were isolated and characterized four products of the reduction of DB 291 with sodium dithionite (in vitro), named non- chlorinated 2- phenylbenzotriazoles (non-ClPBTAs). The absorbance spectra do not present the peak corresponding to the band of azo bond (&#955;= 613 nm), indicating that the reduction of this bond occured. Mass spectra and 1H NMR show that the products are two pairs of tautomers with m/z 465 [M+H]+ and m/z 449 [M+H]+. These compounds were acetylated with pyridine/acetic anhydride and their mass spectra indicate the addition of an acetyl group to the molecules and formation of products with m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. After reaction of these compounds with dGuo we have got two products with m/z 632 [M+H]+ and m/z 683 [M+H]+, which are possible adducts. Starting from the non chlorinated compound with m/z 449, obtained through the dye reduction with sodium dithionite, we have synthesized the chlorinated analogous (PBTA) after chlorination reaction. Mass spectrum confirms formation of the chlorinated product with m/z 483 [M+H]+. The DB 291 dye was also incubated with nitroreductase NADH. HPLC/ESI/MS analyses indicate the formation of a non chlorinated PBTA (m/z 449). Since non- chlorinated PBTAs are more mutagenic to S. typhimurium strains (with S9 mix) than the parent phenylbenzotriazole dye, enzymatic conversion of this type of dye non chlorinated PBTAs may be an important way for its bioactivation.

Exposição a Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) está relacionada com o aumento de risco de câncer. Esses carcinógenos dependem da sua ativação para intermediários eletrofílicos para causar danos em biomoléculas. As vias de ativação melhor estudadas incluem (i) a formação de diol-epóxido nas regiões de baía ou fjord dos HPAs através de epoxidações catalisadas pela citocromo P450 (CYP450), com uma hidrólise intermediária pela epóxido hidrolase e (ii) oxidação (CYP450 ou peroxidases) levando à formação de um cátion radical reativo. Outras vias incluem a formação de derivados metilados, quinonas e metabólitos de anel aberto cujas contribuições para a carcinogênese ainda são pouco estudadas, assim como o papel do estresse oxidativo na toxicidade dos HPAs. Neste trabalho foi investigado a citotoxicidade e genotoxicidade do indeno[1,2,3-cd]pireno, trifenileno e coroneno e seus produtos de oxidação (quinonas e hidroquinonas). Linhagens de carcinoma hepatocelular humano (HepG2) e de hepatócitos humanos normais (THLE-2) foram incubadas com os HPAs e suas respectivas quinonas e hidroquinonas acetiladas para análise de viabilidade celular (MTT) em diferentes condições de cultivo (por 16 horas, de 20 a 200 uM). Células HepG2 foram incubadas por 16 horas com indeno[1,2,3-cd]pireno (50 &#181;M), coroneno (20 &#181;M), trifenileno (10 uM) ou seus produtos de oxidação (quinonas e hidroquinonas acetiladas) para análise de dano oxidativo em DNA e peroxidação lipídica. Nas concentrações descritas acima, esses HPAs estruturalmente diferentes e seus produtos de oxidação são citotóxicos e levam ao aumento dos níveis de 7,8- dihidro-8-oxo-2\'-desoxiguanosina e malonaldeído. Tais danos podem contribuir para o aumento do risco de desenvolvimento de doenças, como o câncer, na população exposta. / Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) is related to the increase in the risk of cancer. These carcinogens depend on their activation by electrophilic intermediates to cause damage on biomolecules. The best understood activation pathways include (i) the formation of diol-epoxide in the bay and fjord regions of the PAH through epoxidations catalyzed by cytochrome P450 (CYP450), with an intermediate hydrolysis by epoxide hydrolase and (ii) oxidation (CYP450 or peroxidases) leading to the formation of a reactive cationic radical. Other pathways include the formation of methylated derivatives, quinones and open-ring metabolites whose contributions to carcinogenesis, as well as the role of oxidative stress on PAH toxicity, have not been extensively studied yet. This work investigated the cytotoxicity and genotoxicity of indene[1,2,3-cd]pyrene, triphenylene and coronene and their oxidation products (quinones and hydroquinones). Strains of human hepatocellular carcinoma (HepG2) and of normal human hepatocytes (THLE-2) were incubated with PAH and their respective quinones and acetylated hydroquinones and afterwards analyzed for cell viability (MTT) under different culture conditions (for 16 hours, 20 to 200 BM). HepG2 cells were incubated for 16 hours with indene[1,2,3-cd]pyrene (50 BM), coronene (20 BM), triphenylene (10 BM) or their oxidation products (quinones and acetylated hydroquinones) and afterwards analyzed for oxidative damage on DNA and lipid peroxidation. In the mentioned concentrations, these structurally different PAHs and their oxidation products are cytotoxic and lead to an increase in the levels of 7,8-dihydro-8-oxo-2\'-deoxyguanosine and malonaldehyde. Such damages may contribute to increase the risk of diseases like cancer in the exposed population.

A produção de radicais de carbono \"in vivo\" durante a biotransformação da hidrazina foi demonstrada por ressonância para magnética eletrônica, utilizando o método do captador de spin. Eritrócitos de rato também oxidaram a hidrazina, formando radicais de carbono e nitrogênio, além de espécies reativas de oxigênio. Todas estas espécies, possivelmente formadas \"in vivo\", são potencialmente causadoras de dano a macromoléculas. Podem, por exemplo, iniciar reações secundárias formando radicais de componentes celulares, como ocorreu com a hemoglobina que foi oxidada a radicais tiil-hemoglobina em eritrócitos tratados com hídrazina. Radicais de carbono formados durante a biotransformação da hidrazina em animais expostos provêm necessariamente de substâncias endógenas e podem ser direta ou indiretamente responsáveis pela modificação ( alquilação ) de bases no DNA \"in vivo\". A hidrazona do formaldeído é descrita na literatura como um intermediário da alquilação induzida por hidrazina \"in vivo\". Células L 1210, catalase ou oxihemoglobina de rato foram capazes de formar radicais de carbono durante a oxidação da hidrazona do formaldeído. A oxidação da hidrazona do formaldeído pela catalase foi estudada \"in vítro\" e os radicais de carbono formados, identificados como radicais metila. A base modificada C8 -metil-guanina foi formada em animais expostos, como demonstrado por cromatografia líquida de alta eficiência associada à detecção eletroquímica, sugerindo que ocorreu alquilação do DNA por radicais metila durante a biotransformação da hidrazina \"in vivo\". / The production of carbon-centered radicais during hydrazine biotransformation \"in vivo\" was demonstrated by electron paramagnetic resonance ( EPR ) spin trapping technique. Rat red blood cells also oxidized hydrazine, forming carbon and nitrogen centered radicais, besides oxygen reactive speties. Ali these species, possibly formed \"in vivo\", are potentially harmful to macromolecules. For example, they can initiate secondary reactions in which the radicais from cell components are formed, as it occurred with hemoglobin, forming thiyl-hemoglobin radicais in the red blood cells treated with hydrazine. Carbon-centered radicais produced during the biotransformation of hydrazine in exposed animais must be derived from endogenous sources and may be directly or indirectly responsible for the modificaton ( alkylation ) of DNA bases \"in vivo\". The formaldehyde hydrazone is reported in the literature as an intermediate of hydrazine-induced alkylation \"in vivo\". L1210 cells, catalase and rat hemoglobin were able to produce carbon-centered radicais during the oxidation of the formaldehyde hydrazone. The oxidation of formaldehyde hydrazone by catalase was studied \"in vitro\" and the generated carbon-centered radicais were identified as methyl radicais. The modified base C8 -methylguanine was formed in exposed animais, as demonstrated by high performance liquid chromatography with electrochemical detection, suggesting that DNA alkylation by methyl radicais occurred during hydrazine biotransformation \"in vivo.\"

As espécies reativas são associadas a processos toxicológicos e fisiopatológicos, agindo como importantes mediadores, por exemplo, na sinalização celular. Diversas classes de compostos têm sido utilizadas como possíveis biomarcadores de estresse redox, destacando-se os aldeídos &#945;,&#946;-insaturados, capazes de alquilar biomoléculas como o DNA. Para evitar efeitos deletérios, estes aldeídos são detoxificados por glutationilação e posterior metabolização a derivados mercaptúricos. Contudo, avaliar o estado redox em sistemas biológicos ainda é tarefa bastante complexa, sendo a dificuldade em quantificar de forma prática e acurada os efeitos de sinalização e/ou dano molecular o maior problema dos estudos redox. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos acurados e sensíveis de análise de potenciais biomarcadores de estresse redox, isto é: nucleosídeos modificados, aldeídos endógenos e exógenos, glutationa e produtos de glutationilação, e avaliá-los em sistemas modelos, celular e animal, e em humanos. A avaliação dos níveis urinários de três nucleosídeos modificados por metodologia de HPLC-MS/MS desenvolvida pelo grupo em moradores da cidade de São Paulo - região com poluição atmosférica - demonstrou aumento significativo de 1,N2-propanodGuo comparado aos moradores de região não poluída. Ademais, comprova-se pela primeira vez que células deficientes em reparo de ligações cruzadas apresentam níveis basais elevados de 1,N2-propanodGuo, em duas linhagens independentes, colocando este aduto como potencial mediador de carcinogênese em pacientes portadores de Anemia de Fanconi. Utilizando cérebro de ratos SOD1G93A (modelo de Esclerose Lateral Amiotrófica - ELA), verificou-se aumento de 50% nos níveis de 1,N2-propanodGuo e de 100% nos de 1,N6-&#949;dAdo em fase sintomática, sugerindo influência do conteúdo lipídico cerebral, levando a comprometimento do metabolismo neuronal e morte celular. O perfil de aldeídos determinado em cérebro de ratos SOD1G93A demonstrou aumento de trans-hexa-2-enal e trans,trans-hexa-2,4-dienal em fase assintomática e de trans,trans-deca-2,4-dienal em fase sintomática, não sendo observada nenhuma alteração na medula. Conhecer estas variações permite direcionar estudos de modificações em biomoléculas, além de a metodologia per se corroborar com as áreas de análises lipidômicas. Técnicas distintas e o preparo de amostras refletiram nos níveis de glutationa reduzida (GSH) e oxidada (GSSG) relatados. A técnica de espectrometria de massas mostrou-se mais precisa que a detecção eletroquímica; e a alquilação do grupo tiol minimizou interferências de matriz. Por análise de HPLC-UV/Vis-ESI-MS/MS, a quantificação de trans-4-hidroxi-2-nonenal (HNE) e crotonaldeido conjugados com GSH demonstrou não haver alterações em cérebro e medula de ratos SOD1G93A. Contudo, há formação esteroespecífica dos adutos de HNE in vivo. Ressalta-se que a metodologia desenvolvida é extremamente sensível e específica e permite análise simultânea de GSH, GSSG, cisteína, cistina e dos adutos supracitados, servindo para análise de outros adutos de glutationilação de aldeídos que possam ser importantes em doenças associadas a estresse redox. / Free radicais and oxidant species are associated with toxicological and pathophysiological processes. It has been demonstrated that production of reactive oxygen species may be involved in cell signaling and regulation. Several biomarkers of redox processes have been used, including adducts formed through the reaction of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes with biomolecules such as DNA. In order to avoid these deleterious effects, aldehydes are detoxified through glutathionylation and further metabolized to mercapturic derivatives. However, assessing the redox status in biological systems is still a very complex task, and the difficulty in practical and accurate quantification of signaling effects and/or molecular damage is a major problem in redox studies. The objective of this work was to develop accurate and sensitive methods for analysis of potential biomarkers of redox stress, i.e., modified nucleosides, endogenous and exogenous aldehydes, glutathione and glutathionylation products, and their evaluation in cell, animal model and humans. Evaluation of urinary levels of 1,N2-propano-2\'-deoxyguanosine (1,N2-propanodGuo), 1,N2-etheno-2\'-deoxyguanosine and 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine in residents of São Paulo City - polluted region - showed a significant increase (p<0.05) in 1,N2-propanodGuo levels compared to residents of an unpolluted region by a HPLC-MS/MS methodology developed by the group. Moreover, it was proven, for the first time, that repair deficient cells have basal levels of 1,N2-propanodGuo higher than proficient cells in two independent strains, placing 1,N2-propanodGuo as a potential mediator of carcinogenesis in Fanconi Anemia patients. In an Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) animal model (SOD1G93A rat) , a 50% increase in the levels of 1,N2-propanodGuo and 100% in the 1,N6-etheno-2\'-deoxyadenosine in brain tissue in the symptomatic phase was observed, suggesting that the high brain lipid content may play a role, leading to impairment of cell metabolism and neuronal cell death. There is an increase of trans-hex-2-enal and trans,trans-hexa-2,4-dienal in asymptomatic SOD1G93A rats brain and of trans,trans-deca-2,4-dienal in symptomatic ones. However, no alteration was observed in spinal cord. Our approach contributes to a better understanding of the aldehyde status in vivo and allows us to predict biomolecule modifications. The developed methodology can contribute to lipidomic studies. The use of different techniques and sample preparation reflected in the reported levels of reduced (GSH) and oxidized glutathione (GSSG). The mass spectrometry technique proved to be more accurate than the electrochemical one, and the use of thiol alkylating agent minimizes matrix interference. No changes were observed in the levels of the GSH conjugates of trans-4-hydroxy-2-nonenal (HNE) and crotonaldehyde in brain and spinal cord of SOD1G93A rats quantified by HPLC-UV/Vis-ESI-MS/MS compared to controls. However, it was observed stereospecific HNE adducts formation in vivo. Note that this methodology is extremely sensitive and specific and allows simultaneous analysis of GSH, GSSG, Cys, cystine and the aforementioned adducts, serving for analysis of other aldehyde-glutathionylation adducts that may be important in pathologies associated with stress redox.