Orientador: Eliana Aparecida Varanda / Banca: Denise Crispin Tavares / Banca: Lusânia Maria Greggi Antunes / Banca: Ilce Mara de Syllos Cólus / Banca: Christiane Pienna Soares / Resumo: A exposição ocupacional a solventes orgânicos é um sério problema para milhares de trabalhadores. A literatura demonstra a ocorrência de um elevado risco de danos no material genético desses indivíduos, no entanto, os efeitos da mistura dos solventes orgânicos não são bem conhecidos. As diferenças genéticas (polimorfismos enzimáticos) também têm um importante papel na capacidade de ativação e de detoxificação de xenobióticos, incluindo os solventes orgânicos. As mutações causadas por agentes ambientais associadas aos diferentes genótipos, são fatores relacionados ao desenvolvimento de neoplasias e outras doenças degenerativas. O ensaio de mutagenicidade urinária indica a ocorrência de possíveis lesões préclínicas enquanto que a determinação dos polimorfismos enzimáticos mostra um perfil genético de risco. Assim, os profissionais da saúde envolvidos com a qualidade de vida do trabalhador, podem ter subsídios para o controle da exposição ocupacional e conseqüentemente evitar o aparecimento de doença (lesão clínica), principalmente o câncer. O trabalho diário num laboratório de pesquisa onde são utilizados vários tipos de solventes é igualmente preocupante. Diante disso, este estudo teve os seguintes objetivos: caracterizar a atividade mutagênica na urina de 30 indivíduos ocupacionalmente expostos a solventes orgânicos e indivíduos sem essa exposição (controles); identificar o polimorfismo constitucional desses indivíduos para os genes GSTM1, GSTT1 e CYP2E1 ; e tentar correlacionar a influência desses genótipos com a atividade mutagênica urinária. A coleta da urina foi realizada em frascos de polietileno durante o dia de trabalho, até a obtenção de aproximadamente 1000mL. Para a concentração e extração dos compostos presentes na urina foi usada a resina XAD-2 e o solvente acetona. Diferentes concentrações... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The occupational exposure to organic solvents is a serious problem to millions of workers. The reports shows a high risk of genetic damage on these workers. However, the effects of mixtures of solvents are not well known. The genetic differences (enzimatic polymorphisms) are very important for the capacity of activating and detoxifying carcinogens, such as organic solvents. Mutations caused by environmental agents associated with the different genotypes are related to cancer development and other degenerative diseases. The urinary mutagenicity assay shows pre-clinical damages while the enzimatic polymorphisms show a genetic risk profile. In this way, the health professionals can have subsity to occupational exposure control in order to avoid disease development (clinical damage), cancer especially. The work in a research laboratory that uses several types of solvents is equaly preocupating. In this way, in this study the genotyping approach was used to study the influence of the metabolic polymorphisms CYP2E1, GSTM1 and GSTT1 on urinary mutagenicity, detected with Salmonella/microsome assay, in 30 subjects exposed to solvents, and 30 subjects without occupational exposure (controls). Urine samples were collected in polyethylene containers at the end of the work shift. For the concentration and extraction of urine samples was used the XAD-2 resin and acetone as eluting agent. Different doses of extract (1.5; 3.0; 6.0 and 12.0 mL equivalents per plate) were tested on Salmonella typhimurium strains TA100 and YG1024, with and without metabolic activation. Genomic DNA was extracted from blood and the GSTM1, GSTT1 and CYP2E1-PstI genotypes were deternined using a PCR method. The mutagenic activity of urine samples from exposed workers shows a significant difference (p£ 0.05) when compared to those in the control group in the Salmonella typhimurium YG1024 with S9 mix... (Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

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A produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nos sistemas biológicos é contrabalanceada pelos sistemas antioxidantes enzimáticos e não-enzimáticos. Quando há um desequilíbrio entre a geração de ROS e esses sistemas, ocorre um aumento dessas espécies reativas causando estresse oxidativo, que pode levar a danos a macromoléculas, como lipídios, proteínas e o DNA. Os fármacos doxorrubicina (antineoplásico) e benzonidazol (antiparasitário) são conhecidos por induzir efeitos colaterais que podem estar relacionados ao aumento de ROS. Além disso, ensaios de mutagenicidade demonstram que esses fármacos apresentam atividade mutagênica por danos oxidativos. O Grupo NEQUIMED desenvolve substâncias com potencial atividade antineoplásica e antiparasitária, as quais ainda não foram avaliadas em relação às propriedades tóxicas e genotóxicas. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades mutagênicas e de estresse oxidativo dessas novas substâncias, comparando aos fármacos benzonidazol e doxorrubicina. Para detecção de ROS foi realizado o ensaio fluorimétrico utilizando o marcador 2,7-diacetato de diclorofluoresceína (DCFH-DA) em linhagens celulares de hepatocarcinoma humano (HepG2) e fibroblasto de camundongo (Balb/C 3T3 clone A31). O estado redox destas células foi avaliado através da quantificação da expressão gênica e do conteúdo proteico das enzimas antioxidantes através das técnicas de qRT-PCR e Western blot, respectivamente. A atividade mutagênica foi analisada com o ensaio Ames miniaturizado Salmonella/microssoma utilizando a linhagem TA102 de Salmonella typhimurium que detecta agentes mutagênicos que causam danos por oxidação. Os resultados mostraram que as substâncias estudadas pelo Grupo não induzem aumento na produção de ROS ou induzem em menores níveis do que doxorrubicina e benzonidazol, além de levar a alterações menos proeminentes que os fármacos para a expressão das proteínas antioxidantes. No ensaio mutagênico, o benzonidazol apresentou o pior perfil, doxorrubicina e Neq0438 somente foram mutagênicos com ativação enzimática, enquanto Neq0551 foi inativo. Assim, as novas substâncias (Neq0438 e Neq0551) apresentaram um perfil melhor do que os fármacos de referência, tornando-os candidatos promissores para estudos in vitro e in vivo subsequentes. / The production of reactive oxygen species (ROS) in biological systems is compensated by the enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems. The excessive ROS production causes oxidative stress, which can damage important cellular macromolecules such as lipids, proteins and DNA. The drugs doxorubicin (antineoplastic) and benzonidazole (antiparasitic) are both known for their side effects, which can be related to the increase of ROS. Besides, mutagenicity assays show that these drugs have a mutagenic activity via oxidative damages. The research group NEQUIMED studies new substances with potential antineoplastic and antiparasitic activities, but their toxic and genotoxic properties have not been fully evaluated yet. Thus, the aim of this work is to assess the mutagenic potential and the oxidative stress generated by these substances, comparing them to benzonidazole and doxorubicin. The fluorimetric assay using the probe dichloro-dihydro-fluorescein diacetate (DCFH-DA) was used for ROS detection in human hepatocarcinoma (HepG2) and mouse fibroblast (Balb/C 3T3 clone A31) cell lines. The redox state of these cells was evaluate by qRT-PCR and Western blot methods to quantifying gene expression and protein content of the antioxidant enzymes. The mutagenic potential was assessed by the miniaturized Ames text with the Salmonella/microssome mutagenicity assay, using the TA102 strain of Salmonella typhimurium, which detects oxidation damages to the DNA. The new substances did not induce an increase on ROS production, or did in lower levels when compared to doxorubicin and benzonidazole. Moreover, reference drugs also induced greater changes on the expression of the antioxidant enzymes. Benznidazole had a higher mutagenic activity, while Neq0438 and doxorubicin were mutagenic only when incubated with enzymatic activation. Neq0551 was inactive for Ames assay. Therefore, these new substances (Neq0438 and Neq0551) had a better overall profile than the reference drugs, turning out to be promising candidates for further in vitro and in vivo studies.

A produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nos sistemas biológicos é contrabalanceada pelos sistemas antioxidantes enzimáticos e não-enzimáticos. Quando há um desequilíbrio entre a geração de ROS e esses sistemas, ocorre um aumento dessas espécies reativas causando estresse oxidativo, que pode levar a danos a macromoléculas, como lipídios, proteínas e o DNA. Os fármacos doxorrubicina (antineoplásico) e benzonidazol (antiparasitário) são conhecidos por induzir efeitos colaterais que podem estar relacionados ao aumento de ROS. Além disso, ensaios de mutagenicidade demonstram que esses fármacos apresentam atividade mutagênica por danos oxidativos. O Grupo NEQUIMED desenvolve substâncias com potencial atividade antineoplásica e antiparasitária, as quais ainda não foram avaliadas em relação às propriedades tóxicas e genotóxicas. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades mutagênicas e de estresse oxidativo dessas novas substâncias, comparando aos fármacos benzonidazol e doxorrubicina. Para detecção de ROS foi realizado o ensaio fluorimétrico utilizando o marcador 2,7-diacetato de diclorofluoresceína (DCFH-DA) em linhagens celulares de hepatocarcinoma humano (HepG2) e fibroblasto de camundongo (Balb/C 3T3 clone A31). O estado redox destas células foi avaliado através da quantificação da expressão gênica e do conteúdo proteico das enzimas antioxidantes através das técnicas de qRT-PCR e Western blot, respectivamente. A atividade mutagênica foi analisada com o ensaio Ames miniaturizado Salmonella/microssoma utilizando a linhagem TA102 de Salmonella typhimurium que detecta agentes mutagênicos que causam danos por oxidação. Os resultados mostraram que as substâncias estudadas pelo Grupo não induzem aumento na produção de ROS ou induzem em menores níveis do que doxorrubicina e benzonidazol, além de levar a alterações menos proeminentes que os fármacos para a expressão das proteínas antioxidantes. No ensaio mutagênico, o benzonidazol apresentou o pior perfil, doxorrubicina e Neq0438 somente foram mutagênicos com ativação enzimática, enquanto Neq0551 foi inativo. Assim, as novas substâncias (Neq0438 e Neq0551) apresentaram um perfil melhor do que os fármacos de referência, tornando-os candidatos promissores para estudos in vitro e in vivo subsequentes. / The production of reactive oxygen species (ROS) in biological systems is compensated by the enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems. The excessive ROS production causes oxidative stress, which can damage important cellular macromolecules such as lipids, proteins and DNA. The drugs doxorubicin (antineoplastic) and benzonidazole (antiparasitic) are both known for their side effects, which can be related to the increase of ROS. Besides, mutagenicity assays show that these drugs have a mutagenic activity via oxidative damages. The research group NEQUIMED studies new substances with potential antineoplastic and antiparasitic activities, but their toxic and genotoxic properties have not been fully evaluated yet. Thus, the aim of this work is to assess the mutagenic potential and the oxidative stress generated by these substances, comparing them to benzonidazole and doxorubicin. The fluorimetric assay using the probe dichloro-dihydro-fluorescein diacetate (DCFH-DA) was used for ROS detection in human hepatocarcinoma (HepG2) and mouse fibroblast (Balb/C 3T3 clone A31) cell lines. The redox state of these cells was evaluate by qRT-PCR and Western blot methods to quantifying gene expression and protein content of the antioxidant enzymes. The mutagenic potential was assessed by the miniaturized Ames text with the Salmonella/microssome mutagenicity assay, using the TA102 strain of Salmonella typhimurium, which detects oxidation damages to the DNA. The new substances did not induce an increase on ROS production, or did in lower levels when compared to doxorubicin and benzonidazole. Moreover, reference drugs also induced greater changes on the expression of the antioxidant enzymes. Benznidazole had a higher mutagenic activity, while Neq0438 and doxorubicin were mutagenic only when incubated with enzymatic activation. Neq0551 was inactive for Ames assay. Therefore, these new substances (Neq0438 and Neq0551) had a better overall profile than the reference drugs, turning out to be promising candidates for further in vitro and in vivo studies.

O teste de Salmonella/microssoma é um ensaio biológico amplamente utilizado para avaliar o potencial mutagênico de substâncias que podem colocar em risco a saúde humana e a qualidade ambiental. A variável resposta é constituída pela contagem do número de colônias revertentes em cada placa, entretanto geralmente há dois efeitos confundidos, o de toxicidade e o de mutagenicidade. Alguns modelos foram propostos para a análise dos dados desses experimentos, que nem sempre apresentam bons ajustes e não consideram explicitamente interações. Há, ainda, poucas plataformas computacionais disponíveis que integram todas essas propostas e forneçam critérios para a seleção adequada de um modelo. Além disso, geralmente é difícil comparar os efeitos de diferentes substâncias sobre as várias linhagens da bactéria, então medidas com interpretação biológica direta são necessárias. Neste trabalho, foram investigadas as propriedades dos preditores dos modelos tradicionais, bem como o comportamento das distribuições amostrais dos estimadores dos parâmetros desses modelos, na presença de diversos níveis de superdispersão. Também, foram realizados experimentos com as linhagens TA98 e TA100 da bactéria, expostas aos inseticidas, metabolizados e não-metabolizados, Fipronil e Tiametoxam, dois agroquímicos bastante utilizados no Brasil. Aos dados desses experimentos foram ajustados diversos modelos, tanto aqueles tradicionalmente utilizados, quanto novos modelos, alguns baseados na regressão de Skellam e outros com interações explícitas. Para tal, foi obtida uma nova classe de modelos chamada de modelos não-lineares vetoriais generalizados e foi desenvolvido um pacote computacional em linguagem R, intitulado \"ames\", para o ajuste, diagnóstico e seleção de modelos. Por fim, foram propostas medidas de interesse biológico, baseadas nos modelos selecionados, para avaliação de risco e do comprometimento do material genético e intervalos de confiança bootstrap paramétrico foram obtidos. Dentre os modelos tradicionais, aqueles cujas distribuições amostrais dos estimadores possuem melhor aproximação normal foram os de Bernstein, Breslow e Myers. Estes resultados forneceram um critério prático para a seleção de modelos, particularmente nas situações em que as medidas de AIC e de bondade de ajuste, os testes de razão de verossimilhanças e a análise de resíduos ou são pouco informativos ou simplesmente não podem ser aplicados. A partir dos modelos selecionados, pode-se concluir que a interação do fator de metabolização é significativa para a linhagem TA98 exposta ao Fipronil, tanto com relação aos efeitos tóxicos quanto aos efeitos mutagênicos; que o mecanismo de ação do Tiametoxam sobre a linhagem TA98 é completamente diferente quando o produto está metabolizado; e que, para a linhagem TA100, não houve efeito de metabolização considerando ambos os agroquímicos. Baseando-se nas medidas propostas, pode-se concluir que o Tiametoxam oferece os maiores riscos de contaminação residual, ainda que o Fipronil apresente os maiores índices de mutagenicidade. / The Salmonella/microsome test is a widely accepted biological assay used to evaluate the mutagenic potential of substances, which can compromise human health and environment quality. The response variable in such experiments is typically the total number of reverts per plate, which, in turn, is the result of the confounded effects of mutagenicity and toxicity. Despite of some statistical models have already been established in the literature, they do not always fit well and neither explicitly consider interaction terms. Besides, there is just a number of available software able to handle these different approaches, usually lacking of global performance and model selection criteria. Also, it is often a hard task to compare the effects of different chemicals over the several available strains to perform the assay, and, thus, direct measures of biological implications are required. In this work, the properties of the predictors in each traditional model were investigated, as well as the behavior of the sampling distributions of the parameter estimators of these models, in different levels of overdispersion. Also, experiments using TA98 and TA100 strains were perfomed, by exposition to two insecticides, namely Fipronil and Thiamethoxam, currently used in Brazil, each of them prior and after to a metabolization processes. Then, the traditional models, empirical regression models based on the Skellam distribution and also compound mechanistic-empirical models with explicit interaction terms were fitted to the data. In order to use a single fitting framework, a new class of models was presented, namely the vector generalized nonlinear models, and a R language package, entitled \"ames\", was developed for fitting, diagnosing and selection of models. Finally, some measures of biological interest were approached based on the selected models for the data, in the contexts of risk evaluation and of DNA damage cautioning. Confidence intervals for such measures were provided using bootstrap percentiles. Among the traditional models, the ones from Bernstein, Breslow and Myers were those whose sampling distributions presented the best normal approximations. These results provided a practical criterion for model selection, particularly in situations where measures as AIC and goodness of fit, likelihood ratio tests, and residual analysis are non informative or simply cannot be applied. From the final selected models, it was inferred that the interactions between the metabolization factor is significative for TA98 strain exposed to Fipronil, regarding both, mutagenic and toxic effects; that the dynamics between mutagenicity and toxicity are different when Thiamethoxam is metabolized compared to when it is not; and that there was no evidence to consider metabolization factor interactions for the TA100 strain data exposed to neither of the insecticides. By appling the referred measures of biological interest, it was concluded that the use of Thiamethoxam provides greater residual contamination risks and that Fipronil causes higher mutagenicity indices.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucilaCME.pdf: 777399 bytes, checksum: 0872bb60e8e228e6574e4fe1b87a20f8 (MD5) Previous issue date: 2006-12-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The Pitimbu River is located at the oriental portion of the State of Rio Grande do Norte, including three importants cities named Maca?ba, Parnamirim e Natal. Although its high importance as a water source, which supplys great part of the South Zone of the Natal city, this river receives a large quantity of domestic and industrial waste water without treatment. The Pitimbu River headhas its river-head located in the city of Macaiba, goes through Parnamirim, then it flowing into at the Jiqui Lake in Natal. The aim of this study was to evaluate, qualitatively and quantitatively, the environmental quality of the Pitimbu River by genotoxicity bio-assays, which are important tools for genetics toxicological evaluation. In this work, five samples sites, distributed along the river, were used to collect water samples. Another point site, located near Jiqui lake, was used to collect drinkable water, which was treated by CAERN, the water treatment entreprise of Rio Grande do Norte. The following assays where used to evaluate the quality of these samples: Allium cepa assay; Comet assay; Micronuclei (MN) assay; and Ames test. For the Allium cepa assay, sixteen specimes where used for each water sample from the sample sites. In this assay both microscopic, like cytogenetic damage, and macroscopic aspects, as morphological variation were evaluated. Red blood cells from periferical blood of the Crenicichla menezesi native specie were used not only for the MN assay, but also for the Comet assay. These fishes were collected at different points on the Pitimbu River and the negative control was developed using fishes of the same species that were bring to the laboratory and maintained for 100 days in the optimal experimental conditions. For the Ames test, TA100, YG1042, TA98 and YG1041 strains were used in the directed method without metabolic activation. The results found by the Allium cepa assay showed that two water sample sites induced increase of mitotic index (IM). Additionally, compared to the control, all the water samples increased the chromossomal aberrations frequency and/or micronucleus. Among the sample sites, two also showed an abnormal growth rate in its root and two samples induced morphological alteration. With the MN test in red blood cells, a high frequence of MN was observed in tree sample. By comparing all the results obtained on the water sample points and with the negative control, a significant variation on the MN frequency was observed. Positive results were also observed for the same sample to water test by the Comet assay. These results allow concluding that the proposed specie Crenicichla menezesi has a good profile as a bio-indicator for the evaluation of environmental water quality and the MN and comet test can be usuful for in situ evaluation. By the Ames test, it was possible to detect the mutagenic activity on the waters from the Pitimbu River in different levels of mutagenicity. This result suggests that this river has several substances that induced changes directly to the DNA. The mechanisms involved to this phenomenon could be by both processes, by changing of the reading frame and by nucleotide substitution. These data set indicate the presence of mutagenic agents, which can represent in risk to biot and human beens / O rio Pitimbu localiza-se no litoral oriental do Estado do Rio Grande do Norte, mais precisamente na grande Natal, nos munic?pios de Maca?ba, Parnamirim e Natal. Embora se trate de um importante manancial, abastecendo parte da zona sul da capital do Estado, suas ?guas t?m sido alvo de dejetos industriais e dom?sticos, os quais n?o recebem tratamento adequado. O rio Pitimbu tem sua nascente situada no munic?pio de Maca?ba e des?gua na lagoa do Jiqu?, e parte em dire??o a praia de Pirangi, lan?ando suas ?guas no mar. O presente estudo teve como objetivo avaliar quantitativamente e qualitativamente a qualidade das ?guas do rio Pitimb?, atrav?s de bioensaios de genotoxicidade que s?o ferramentas de grande import?ncia nos estudos de gen?tica toxicol?gica. Neste trabalho foram coletadas amostras de ?gua de cinco pontos distribu?dos ao longo do rio e amostras da ?gua da lagoa do Jiqui ap?s tratamento feito pela CAERN (Companhia de ?guas e Esgotos do Rio Grande do Norte). Essas amostras foram analisadas atrav?s dos seguintes ensaios: teste de Allium cepa; o ensaio Cometa; o teste de Micron?cleo (MN); e o teste de Ames. Para realiza??o do teste em Allium cepa foram utilizados 16 indiv?duos para cada amostra testada, foram feitas an?lises dos aspectos microsc?picos (danos citogen?ticos) e macrosc?picos (varia??es morfol?gicas). Eritr?citos de sangue perif?rico da esp?cie nativa Crenicichla menezesi, foram utilizados tanto para execu??o do teste de MN como para o ensaio Cometa, os exemplares desta esp?cie foram coletados em diferentes pontos do rio Pitimbu e o controle negativo foi realizado com peixes da mesma esp?cie que foram trazidos para o laborat?rio e mantidos por 100 dias em condi??es ideais. Para execu??o do teste de Ames foram utilizadas as linhagens TA100, YG1042, TA98 e YG1041, sem ativa??o metab?lica, o qual foi realizado pelo m?todo direto. Os resultados obtidos no teste de Alium cepa monstraram que dois pontos de coleta de ?gua induziram altera??es no ?ndice mit?tico (?ndice de prolifera??o celular); al?m disso, todas as amostras de ?gua do rio induziram aumento na freq??ncia de aberra??es cromoss?micas e/ou de MN, em rela??o ao grupo controle. Dois dos pontos de coleta tamb?m apresentaram altera??o no crescimento da raiz e dois pontos produziram modifica??es morfol?gicas. Com o teste MN em eritr?citos uma alta freq??ncia de MN foi observada para tr?s amostras coletadas. Resultados positivos nas mesmas amostras teste tamb?m foram obtidos com o ensaio cometa. Estes resultados sugerem que a esp?cie Crenicichla menezesi pode ser considerado como um bom bioindicador para an?lise de qualidade ambiental e que os testes de MN e cometa s?o vi?veis para an?lise in situ. No teste de Ames, foi poss?vel detectar a presen?a de atividade mutag?nica nas ?guas do rio Pitimbu em diferentes n?veis de mutagenicidade, sugerindo a presen?a de compostos que agem de forma direta no DNA tanto por mudan?a do quadro de leitura quanto por substitui??o de pares de bases. Em conjunto os dados indicam a presen?a de agentes mutag?nicos, o que pode representar risco para a biota e os seres humanos

O teste de Salmonella/microssoma é um ensaio biológico amplamente utilizado para avaliar o potencial mutagênico de substâncias que podem colocar em risco a saúde humana e a qualidade ambiental. A variável resposta é constituída pela contagem do número de colônias revertentes em cada placa, entretanto geralmente há dois efeitos confundidos, o de toxicidade e o de mutagenicidade. Alguns modelos foram propostos para a análise dos dados desses experimentos, que nem sempre apresentam bons ajustes e não consideram explicitamente interações. Há, ainda, poucas plataformas computacionais disponíveis que integram todas essas propostas e forneçam critérios para a seleção adequada de um modelo. Além disso, geralmente é difícil comparar os efeitos de diferentes substâncias sobre as várias linhagens da bactéria, então medidas com interpretação biológica direta são necessárias. Neste trabalho, foram investigadas as propriedades dos preditores dos modelos tradicionais, bem como o comportamento das distribuições amostrais dos estimadores dos parâmetros desses modelos, na presença de diversos níveis de superdispersão. Também, foram realizados experimentos com as linhagens TA98 e TA100 da bactéria, expostas aos inseticidas, metabolizados e não-metabolizados, Fipronil e Tiametoxam, dois agroquímicos bastante utilizados no Brasil. Aos dados desses experimentos foram ajustados diversos modelos, tanto aqueles tradicionalmente utilizados, quanto novos modelos, alguns baseados na regressão de Skellam e outros com interações explícitas. Para tal, foi obtida uma nova classe de modelos chamada de modelos não-lineares vetoriais generalizados e foi desenvolvido um pacote computacional em linguagem R, intitulado \"ames\", para o ajuste, diagnóstico e seleção de modelos. Por fim, foram propostas medidas de interesse biológico, baseadas nos modelos selecionados, para avaliação de risco e do comprometimento do material genético e intervalos de confiança bootstrap paramétrico foram obtidos. Dentre os modelos tradicionais, aqueles cujas distribuições amostrais dos estimadores possuem melhor aproximação normal foram os de Bernstein, Breslow e Myers. Estes resultados forneceram um critério prático para a seleção de modelos, particularmente nas situações em que as medidas de AIC e de bondade de ajuste, os testes de razão de verossimilhanças e a análise de resíduos ou são pouco informativos ou simplesmente não podem ser aplicados. A partir dos modelos selecionados, pode-se concluir que a interação do fator de metabolização é significativa para a linhagem TA98 exposta ao Fipronil, tanto com relação aos efeitos tóxicos quanto aos efeitos mutagênicos; que o mecanismo de ação do Tiametoxam sobre a linhagem TA98 é completamente diferente quando o produto está metabolizado; e que, para a linhagem TA100, não houve efeito de metabolização considerando ambos os agroquímicos. Baseando-se nas medidas propostas, pode-se concluir que o Tiametoxam oferece os maiores riscos de contaminação residual, ainda que o Fipronil apresente os maiores índices de mutagenicidade. / The Salmonella/microsome test is a widely accepted biological assay used to evaluate the mutagenic potential of substances, which can compromise human health and environment quality. The response variable in such experiments is typically the total number of reverts per plate, which, in turn, is the result of the confounded effects of mutagenicity and toxicity. Despite of some statistical models have already been established in the literature, they do not always fit well and neither explicitly consider interaction terms. Besides, there is just a number of available software able to handle these different approaches, usually lacking of global performance and model selection criteria. Also, it is often a hard task to compare the effects of different chemicals over the several available strains to perform the assay, and, thus, direct measures of biological implications are required. In this work, the properties of the predictors in each traditional model were investigated, as well as the behavior of the sampling distributions of the parameter estimators of these models, in different levels of overdispersion. Also, experiments using TA98 and TA100 strains were perfomed, by exposition to two insecticides, namely Fipronil and Thiamethoxam, currently used in Brazil, each of them prior and after to a metabolization processes. Then, the traditional models, empirical regression models based on the Skellam distribution and also compound mechanistic-empirical models with explicit interaction terms were fitted to the data. In order to use a single fitting framework, a new class of models was presented, namely the vector generalized nonlinear models, and a R language package, entitled \"ames\", was developed for fitting, diagnosing and selection of models. Finally, some measures of biological interest were approached based on the selected models for the data, in the contexts of risk evaluation and of DNA damage cautioning. Confidence intervals for such measures were provided using bootstrap percentiles. Among the traditional models, the ones from Bernstein, Breslow and Myers were those whose sampling distributions presented the best normal approximations. These results provided a practical criterion for model selection, particularly in situations where measures as AIC and goodness of fit, likelihood ratio tests, and residual analysis are non informative or simply cannot be applied. From the final selected models, it was inferred that the interactions between the metabolization factor is significative for TA98 strain exposed to Fipronil, regarding both, mutagenic and toxic effects; that the dynamics between mutagenicity and toxicity are different when Thiamethoxam is metabolized compared to when it is not; and that there was no evidence to consider metabolization factor interactions for the TA100 strain data exposed to neither of the insecticides. By appling the referred measures of biological interest, it was concluded that the use of Thiamethoxam provides greater residual contamination risks and that Fipronil causes higher mutagenicity indices.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:18:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GivanilsonBO.pdf: 48546 bytes, checksum: 6d0b44024c65b7dfd816424f9804452d (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The groundwater represents the most important freshwater supply of planet. Dailly, in all world a great amount of toxic and genotoxic material reaches the aquatic systems, mainly the aquifers. The Barreiras aquifer through of five water wells is responsible for the supplying of Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). All water wells are polluted with nitrate and some heavy metals, two of them were disabled. The genotoxicity of groundwater samples from Barreiras Aquifer in UFRN was assessed using the Allium cepa test, the Ames test and the Salmonella typhymurium microsuspension test (Kado test). For the Allium cepa test the influence of the groundwater samples collected on macroscopic (root length, colour and form) and microscopic (root tip mitotic index, chromosome aberrations and micronucleus) parameters was examined. All water samples caused a significant increase of the chromosome and mitotic aberration frequency and reduction on the rooth growth compared to negative control. Bridges and chromosome stickness were the most frequent kind of aberration in dividing cells. Furthermore, breaks were also observed. No significant increase in the number of micronuclei was found in relation to the negative controls. For Ames test were used the Salmonella typhymurium strains TA98 and TA100 without metabolic activation, applying the direct method. Prior to the Kado test, organic fractions from the water samples were obtained through XAD resin concentration. The mutagenicity organic extracts were evaluated by Kado test using TA98 and TA100 strains, in the absence and presence of S9 mix (metabolic activation). The concentrations of seven heavy metal ions were measured in water samples, but only Ni, Cu and Cr levels exceeded the permissible maximum concentration for the natural reservoirs. The results obtained for mutagenic activity using the Ames test were negative in all raw water samples analyzed. Positive results in XAD4 extracts of water samples were obtained for TA98 in the presence of S9 mix for two stations. Concentrations of heavy metals and nitrate can be correlated with the toxicity and genotoxicity of water analyzed. The mutagenic effect detected with TA98 strain suggested that organic compounds (after metabolization) are involved with the mutagenicity detected in the samples analyzed. The data set obtained in this work indicated the presence of at least two classes of mutagens: organic and inorganic compounds / As ?guas subterr?neas representam o suprimento mais importante de ?gua doce do planeta. Diariamente, em todo planeta, uma grande quantidade de material t?xico e genot?xico atingem os sistemas aqu?ticos, principalmente os aq??feros. O aq??fero Barreiras, atrav?s de cinco po?os, ? respons?vel pelo abastecimento da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Todos os po?os encontram-se contaminados com nitrato e alguns metais pesados. Dois deles foram desativados. A genotoxicidade das amostras das ?guas subterr?neas do aq??fero Barreiras na UFRN foi avaliada usando os teste Allium cepa, o teste de Ames e o teste de microsuspens?o com Salmonella typhimurium (Teste de kado). Para o teste Allium cepa a influ?ncia das amostras de ?gua subterr?neas coletadas nos par?metros macrosc?picos (crescimento, colora??o e forma da raiz), microsc?pico (?ndice mit?tico, aberra??es cromoss?micas e micron?cleo) foram examinadas. Todas as amostras de ?gua causaram aumento significante na freq??ncia de aberra??es cromoss?micas e mit?ticas e redu??o no crescimento das ra?zes comparando com o controle negativo. Pontes e cromossomos stickness foram os tipos de aberra??es mais freq?entes nas c?lulas em divis?o. Al?m disso, quebras de DNA tamb?m foram observadas. N?o foi encontrado aumento significante no n?mero de micron?cleos comparando com o controle negativo. Para execu??o do teste de Ames, aplicando o m?todo direto foram usadas ?s linhagens de Salmonella typhymurium TA98 e TA100 sem ativa??o metab?lica. As amostras de ?gua foram submetidas ao processo de concentra??o em resina XAD antes do teste de Kado. Extra??o org?nica foi realizada em colunas contendo resina XAD4 que absorve uma grande classe de compostos mutag?nicos. A mutagenicidade dos extratos org?nicos foi avaliada pelo teste de Kado usando as linhagens TA98 e TA100, na aus?ncia e na presen?a da fra??o S9 (ativa??o metab?lica). As concentra??es de sete metais pesados foram medidas nas amostras de ?gua, apenas os n?veis de Ni, Cu e Cr excederam os n?veis m?ximos de concentra??es permitidas para os reservat?rios naturais. Os resultados obtidos para a atividade mutag?nica usando o teste de Ames foi negativo em todas amostras de ?gua bruta analisadas. Resultados positivos com o extrato da resina XAD4 das amostras de ?gua foram obtidos para cepa TA98 na presen?a da fra??o S9 para duas amostras. Metais pesados e nitrato podem estar correlacionadas com a toxicidade e genotoxicidade observada nas amostras de ?gua analisadas. O efeito mutag?nico detectado com a linhagem TA98 sugere que compostos org?nicos (depois de metabolizados) causaram a mutagenicidade detectada nas amostras analisadas. Em conjunto, os dados obtidos neste trabalho indicam a presen?a de pelo menos duas classes de mut?genos: compostos org?nicos e inorg?nicos

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoMC.pdf: 54368 bytes, checksum: 8e14c2b4d3fe392bf725d169831359dc (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / A contamina??o de reservat?rios de ?gua ? um dos principais problemas da atualidade. A Barragem Engenheiro Armando Ribeiro Gon?alves (EARG), (06?08 S; 37?07 W) localizada no estado do Rio Grande do Norte, ? a segunda maior barragem do nordeste brasileiro, respons?vel pelo abastecimento dom?stico de aproximadamente 415 mil habitantes do semi-?rido brasileiro. A ?gua da EARG ? captada por um sistema de adutoras, onde ? tratada e distribu?da para a popula??o. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar o potencial genot?xico da ?gua da Barragem EARG. Para isso, foram realizados os testes cometa e micron?cleo com eritr?citos de til?pias (Oreochromis niloticus) capturadas nesse reservat?rio. Os testes Allium cepa e muta??o reversa com Salmonela typhimurium foram realizados com ?gua do reservat?rio antes e ap?s o tratamento. Al?m disso, an?lises quantitativa e qualitativa de cianobact?rias, assim como a quantifica??o das microcistinas produzidas pelas cianobact?rias presentes nesse reservat?rio foram realizados, apenas com amostras coletadas na barragem. Os resultados obtidos indicaram aumento significativo na freq??ncia de micron?cleos em eritr?citos de O. niloticus (p<0,05). A m?dia obtida foi de 2,38 ? 3,02 micron?cleos em mil c?lulas analisadas, enquanto que o controle negativo apresentou m?dia de 0,20 ? 0,41 micron?cleos. O ensaio cometa realizado com peixes da EARG foi analisado em uma escala crescente de danos (0 - 4), e mostrou resultados classificados nos n?veis 0, 1, 2 e 3, enquanto que o controle negativo apresentou resultados nos n?veis 0 e 1. Nos par?metros macrosc?picos avaliados no teste A. cepa n?o foi verificado altera??es estatisticamente significativas. Os par?metros microsc?picos indicaram diminui??o significativa no ?ndice mit?tico nos dois pontos estudados. Al?m disso, tamb?m foi detectado aumento na freq??ncia de met?fases e an?fases aberrantes em ambos os pontos, por?m estatisticamente significativo apenas na amostra sem tratamento para an?fases aberrantes. A freq??ncia de micron?cleos no teste A. cepa n?o foi significativo em rela??o ao controle negativo. Para o teste de muta??o reversa com S. typhimurium realizado com ?gua sem extra??o, os resultados n?o demonstraram mutagenicidade para ambos os pontos. Os resultados encontrados com os extratos das amostras coletadas em ambos os pontos apresentaram diferen?as estatisticamente significativa quando foi utilizada a fra??o S9 como ativador metab?lico. Para a ?gua n?o tratada, essas diferen?as foram encontradas apenas para a cepa TA98, enquanto que para a ?gua tratada, as duas linhagens apresentaram diferen?as significativas. A an?lise qualitativa de cianobact?rias demonstrou a exist?ncia de cianobact?rias potencialmente t?xicas tais como Planktothrix agardii, Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis panniformes. O ensaio de HPLC indicou a presen?a de 38,1 &#956;g/L de microcistinas na ?gua da EARG. O teste de muta??o reversa realizado com o extrato contendo microcistinas, n?o apresentou aumento na raz?o de mutagenicidade para TA100. O conjunto dos resultados obtidos no presente trabalho sugere que as ?guas da Barragem EARG podem conter agentes genot?xicos, capazes de alterar a informa??o gen?tica dos indiv?duos. Esses resultados indicam a necessidade de um programa de monitoramento e controle desses poluentes