Generation of DNA damage is regarded to be an important initial event in the development cancer. Consequently, a battery of tests have been developed to detect different types of genotoxic effects in order to be able to predict the potential genotoxicity and mutagenicity of chemicals, including both pharmaceutical drugs and various types of environmental and occupational agents, as well as dietary factors. The aim of this thesis was to evaluate whether the combination of the comet assay and the extended-term cultures of human lymphocytes (ETC) can be used as an alternative in vitro system to more commonly used transformed mammalian cell lines, and primary cell cultures from humans, when testing the potential genotoxicity of chemicals. Using the comet assay, a panel of reference compounds showed that the ETC were found to detect the DNA-damaging effects with no remarkable difference to what has been reported in other cell types. Moreover, in comparison with a well-established rodent cell line, the mouse lymphoma L5178Y cells, the ETC showed similar sensitivity to the DNA damaging effects of the genotoxic agents hydrogen peroxide and catechol. Although there was an interindividual variation in induced DNA damage and the subsequent repair when using ETC from different blood donors, it did not seem to be of crucial importance for the identification of DNA-damaging agents. The demonstrated difference in sensitivity to catechol-induced DNA damage between freshly isolated peripheral lymphocytes and ETC may very well be due to their different proliferative status but despite this difference, both in vitro systems were able to identify catechol as a DNA-damaging agent at the same concentration. Based on these results, it is proposed that the ETC and the comet assay are a useful combination when testing for the potential DNA damaging effects of chemicals. Representing easily cultivated cells possessing the normal human karyotype, where one blood sample can be used for numerous experiments performed over a long time, extended-term cultures appear to be a useful alternative, both to transformed mammalian cell lines, and primary cell cultures from humans. In fact, the extended-term lymphocytes, with or without S9 and/or lesion specific DNA repair enzymes, should be used more frequently when screening for the potential genotoxicity of chemicals.

Concerns about climate changes and scarcity of fossil fuels are rising. Hence wood is becoming an attractive source of renewable energy and raw material and these new dimensions have prompted increasing interest in wood formation in trees, in both the scientific community and wider public. In this thesis, the focus is on a key process in wood development: programmed cell death (PCD) in the development of xylem elements. Since secondary cell wall formation is dependent, inter alia, upon the life time of xylem elements, the qualitative features of wood will be affected by PCD in xylem, about which there is little information. This thesis focuses on the anatomical, morphological and transcriptional features of PCD during xylem development in both the stem of hybrid aspen, Populus tremula (L.) x tremuloides (Michx.) and the hypocotyl of the herbaceous model system Arabidopsis thaliana (L. Heynh.). In Populus, the progressive removal of organelles from the cytoplasm before the time of death (vacuolar bursts) and the slowness of the cell death process, illustrated by DNA fragmentation assays (such as TUNEL and Comet assays), have been ascertained in the xylem fibres by microscopic analyses. Furthermore, candidate genes for the regulation of fibre cell death were identified either from a Populus EST library obtained from woody tissues undergoing fibre cell death or from microarray experiments in Populus stem, and further assessed in an in silico comparative transcriptomic analysis of Arabidopsis thaliana. These candidate genes were either putative novel regulators of fibre cell death or members of previously described families of cell death-related genes, such as autophagy-related genes. The induction of the latter and the previous microscopic observations suggest the importance of autophagy in the degradation of the cytoplasmic contents specifically in the xylem fibres. Vacuolar bursts in the vessels were the only previously described triggers of PCD in the xylem, which induce the very rapid degradation of the nuclei and surrounding cytoplasmic contents, therefore unravelling a unique previously unrecorded type of PCD in the xylem fibres, principally involving autophagy. Arabidopsis is an attractive alternative model plant for exploring some aspects of wood formation, such as the characterisation of negative regulators of PCD. Therefore, the anatomy of Arabidopsis hypocotyls was also investigated and the ACAULIS5 (ACL5) gene, encoding an enzyme involved in polyamine biosynthesis, was identified as a key regulator of xylem specification, specifically in the vessel elements, though its negative effect on the cell death process. Taken together, PCD in xylem development seems to be a highly specific process, involving unique cell death morphology and molecular machinery. In addition, the technical challenges posed by the complexity of the woody tissues examined highlighted the need for specific methods for assessing PCD and related phenomena in wood. / Oron för klimatförändringar och brist på fossila bränslen har ökat påtagligt under de senaste åren. De enorma möjligheter som skogsråvaran erbjuder som alternativ källa för förnyelsebar energi och råmaterial har väckt ett stort intresse också för den biologiska processen bakom vedbildning i träd. Denna avhandling fokuserar på en viktig process i vedbildning: programmerad celldöd (PCD) i xylemet. Xylemcellernas livstid påverkar bildningen av sekundära cellväggar, vilket i sin tur påverkar vedens kvalitativa egenskaperna, så som veddensitet. Trots dess betydelse för viktiga egenskaper hos vedråvaran existerar fortfarande väldigt lite information om xylem PCD på cellulär eller molekylär nivå. I den här avhandlingen belyses de anatomiska, morfologiska och genetiska aspekterna av PCD i xylemutveckling i både stam av hybridasp, Populus tremula (L.) x tremuloides (Michx.) och hypokotyl av det örtartade modellsystemet Arabidopsis thaliana (L. Heynh.). Xylemet i både Populus och Arabidopsis består av två olika celltyper; de vattentransporterade kärlen och de stödjande fibrerna. Det är känt att celldöd i kärlen pågår mycket snabbt efter att den centrala vakuolen brister och de hydrolytiska enzymer släpps in i cytoplasman. I den här avhandlingen ligger fokus på fibrerna i Populus xylemet. Med hjälp av mikroskopianalyser av cellmorfologin (elektronmikroskopi) och DNA-fragmentering i cellkärnan (TUNEL- och Comet-analyser) kunde vi konstatera att till skillnad från kärlen så uppvisar fibrerna en långsam och progressiv nedbrytning av organellerna och cellkärnans DNA före vakuolbristning. Dessutom har kandidatgener för reglering av fibercelldöd identifierats antingen från ett Populus EST bibliotek från vedartade vävnader som genomgår fibercelldöd eller från mikroarray experiment i Populus stam. Dessa kandidatgener är antingen potentiella nya regulatorer av fibercelldöd eller medlemmar av tidigare beskrivna familjer av celldödsrelaterade gener. Bland de sistnämnda finns autofagi-relaterade gener, vilket stöder funktionen av autofagi i samband med autolys av cellinnehållet i xylemfibrerna. Dessa studier pekar därför på en typ av PCD som har inte tidigare beskrivits för xylemet. Arabidopsis är ett alternativt växtmodellsystem för studier av vissa aspekter av vedbildningen, såsom karakteriseringen av negativa regulatorer av PCD. Därför har också hypokotylanatomin analyserats, och ACAULIS5 (ACL5) genen, som kodar för ett enzym i biosyntesen av polyaminer, har visats vara en viktig regulator av xylemspecifikation genom dess negativa effekt på kärlens celldöd. Sammantaget visar denna avhandling att PCD i xylemutvecklingen verkar involvera unika morfologiska och molekylära mekanismer. Vi visar dessutom att komplexiteten hos de vedartade vävnaderna leder till ett behov av bättre anpassade verktyg för att djupare kunna bedöma PCD och liknande fenomen i veden. / Även med namnet Moreau-Courtois, Charleen L. samt Moreau, Charleen.

The great variation displayed by nucleic acid molecules in human cells, and the continuous discovery of their impact on life, consequently require continuous refinements of molecular analysis techniques. Padlock probes and rolling circle amplification offer single nucleotide discrimination in situ, a high signal-to-noise ratio and localized detection within cells and tissues. In this thesis, in situ detection of nucleic acids with padlock probes and rolling circle amplification was applied for detection of DNA in the single cell gel electrophoresis assay to detect nuclear and mitochondrial DNA. This assay is used to measure DNA damage and repair.  The behaviour of mitochondrial DNA in the single cell gel electrophoresis assay has earlier been controversial, but it was shown herein that mitochondrial DNA diffuses away early in the assay. In contrast, Alu repeats remain associated with the nuclear matrix throughout the procedure. A new twelve gel approach was also developed with increased throughput of the single cell gel electrophoresis assay. DNA repair of three genes OGG1, XPD and HPRT and of Alu repeats after H2O2 induced damage was further monitored. All three genes and Alu repeats were repaired faster than total DNA. Finally, padlock probes and rolling circle amplification were applied for detection of the single stranded RNA virus Crimean Congo hemorrhagic fever virus. The virus was detected by first reverse transcribing RNA into cDNA.. The virus RNA together with its complementary RNA and the nucleocapsid protein were detected in cultured cells. The work presented here enables studies of gene specific damage and repair as well as viral infections in situ. Detection by ligation offers high specificity and makes it possible to discriminate even between closely related molecules. Therefore, these techniques will be useful for a wide range of applications within research and diagnostics.

A emissão de uma grande diversidade de substâncias através dos efluentes industriais gasosos, líquidos ou sólidos acarreta que uma gama de compostos seja introduzida no ambiente atmosférico e aquático de meios urbanos. A exposição a substâncias genotóxicas no ambiente oferece freqüentemente um grande risco à saúde humana. Com essa preocupação, o presente trabalho avaliou a exposição das pessoas à qualidade do ar atmosférico e à da água para abastecimento público de duas cidades urbanas do Rio Grande do Sul (Brasil), que recebem diferentes contribuições antrópicas (cidades-alvo), comparando-as com uma cidade menos impactada - cidade referência. Os extratos orgânicos da água tratada para abastecimento público e das amostras de ar foram testados quanto a mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma (linhagens TA98 e TA100 para água e ar, com e sem fração de metabolização e, ainda para ar, YG1021 e YG1024) - marcador de mutagenicidade. As amostras de ar ainda foram analisadas por HPLC para a caracterização de HPAs e algumas amostras também por HRGC-HRMS para a composição dos PCDD/Fs. Para o biomonitoramento humano foram avaliados através do ensaio do cometa e do micronúcleo (MN), em linfócitos e células da mucosa bucal, respectivamente, as pessoas que viviam nas três cidades - biomarcador de efeito. Análises de polimorfismos genéticos (CYP1A1, GSTM1 e GSTT1) foram utilizados como biomarcadores de susceptibilidade. As duas cidades-alvo apresentaram resultados significativos quanto a mutagenicidade da água de abastecimento apresentando todos os resultados positivos, principalmente para mutação de substituição de pares de bases (TA100), indicando a presença de compostos como THMs e MX. Valores de PTS atmosféricos apresentaram-se em algumas amostragens acima dos limites da legislação brasileira (CONAMA, 1990). Os HPAs encontrados em maior quantidade foram indeno(1,2,3-c,d)pireno e benzo(ghi)perileno, sendo que em uma das amostras a análise dos PCDD/Fs, mostrou valores que superaram em dez vezes a outra amostra analisada. As duas cidades alvo apresentaram altas respostas mutagênicas nas amostras de ar tanto por mutágenos de ação direta, como indireta e também altas concentrações de nitro-HPAs. Estes resultados sinalizaram para a necessidade de uma revisão da legislação para material particulado atmosférico, já que dentro dos atuais parâmetros, grande quantidade de compostos mutagênicos foram encontrados. Para os indivíduos estudados quanto aos biomarcadores de efeito, tanto os linfócitos analisados pelo ensaio do cometa quanto às células da mucosa bucal pelo ensaio do MN não apresentaram resultados significativos, sendo que apenas uma cidade alvo apresentou quanto ao ensaio do cometa. Como a maioria dos indivíduos CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 apresentaram genótipos prevalentes, pode estar ocorrendo uma eficiência no sistema de detoxificação garantidos pela presença desses genótipos. Este trabalho mostrou a importância de estudos ambientais que relacionem marcadores de mutagenicidade com biomarcadores de efeito e de susceptibilidade, para que haja uma maior compreensão dos efeitos da exposição humana diária à agentes genotóxicos ambientais. / The emission of a great substances amount through gaseous, liquid and solid industrial effluents have been introduced many kinds of chemical compounds in aquatic and atmospheric environments. The environmental exposure to genotoxic substances often brings great risk to human health. Therefore, the aim of this work was make an avaliation of people exposition to atmospheric air and water supply quality in two urban cities in Rio Grande do Sul State (Brazil) which were under influence of different anthropogenic sources (target cities), compared to a less intense influenced urban city (reference city). The organic extracts from supply water and airborne samples were tested to mutagenicity using the Salmonella/microsome assay (TA98 and TA100 strains for water and airborne samples, with and without metabolization fraction, and also, YG1021 and YG1024 strains for airborne) - mutagenicity marker. Moreover, the airborne samples were analysed by HPLC to PAHs composition and by HRGC-HRMS to PCDD/Fs composition. Human biomonitoring was evaluated by samples of lymphocytes and bucal mucosa cells from individuals living in this three cities using the comet and the micronuclei (MN) assays, respectively - effect biomarkers. Analysis of gene polymorphisms (CYP1A1, GSTM1 and GSTT1) was taken as susceptibility biomarkers. Both target cities showed significative results for the water mutagenicity with mutagenic responses for all samples, mainly to base-pair substitution mutation (TA100 strain), denoting the presence of THMs and MX compounds. The TSP concentrations were above the Brazilian Legislation and World Health Organization regulation limits few times. The PAHs detected in greater amout were indeno(1,2,3-c,d)pyrene and benzo(ghi)perylene and one of the samples overcame ten times the values of PCDD/Fs compared to the other analysed. The two target cities showed high mutagenicity response in all airborne samples, both by direct and indirect mutagens, besides high concentrations of nitro-PHAs. Actually, these results indicate a law revision necessity, because great amount of mutagenic compounds were assessed in smaller concentration that those present in current legal parameters. The analysed subjects for effect biomarkers, both limphocytes tested by comet assay and buccal mucosa cells tested by MN, did not show significant results, only one city show increased primary DNA damage detected through comet assay. As the majority of subjects CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 showed prevalent genotype, it maybe occuring an efficient system detoxification warranted by these genotypes presence. This work has shown the importance of environmental studies that relate mutagenicity markers with effect and susceptibility biomarkers, thus a greater understanding about environmental genotoxic agents, which people are exposed daily, will be done carefully.

O processo de tratamento da madeira utiliza substâncias que geram compostos perigosos que podem contaminar os compartimentos ambientais. O presente estudo avaliou uma área sob influência da contaminação de solo proveniente das atividades de uma usina de tratamento de madeira desativada. A presença e o efeito de compostos mutagênicos em amostras ambientais foram utilizados como marcadores de exposição associada à avaliação de marcadores genéticos de efeito precoce em humanos, com foco em crianças como grupo sensível. Uma área 1750 m distante da usina, fora do quadrante dispersão preferencial atmosférica e em oposição à drenagem do local, foi utilizada como local de referência para a coleta de amostras e comparação. Extratos orgânicos de água de abastecimento, poeira de sótão e material particulado atmosférico fino (PM2,5) foram avaliados para mutagenicidade por meio do ensaio Salmonella/microssoma. Cobre (Cu), cromo (Cr), arsênio (As) e pentaclorofenol (PCP) foram quantificados em amostras de poeira do sótão. Os 16 Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) prioritários foram avaliados nos extratos de PM2,5 e poeira do sótão. Crianças residentes no entorno da usina e na área de referência foram avaliadas quanto à presença de micronúcleos em amostras de sangue e mucosa oral, e danos primários no DNA, pelo ensaio cometa em linfócitos de sangue periférico. De acordo com a análise de metais, as residências perto da entrada da usina foram as mais afetadas. PCP foi identificado em amostras de poeira de sótão (0,49 mg/kg) e a concentração total de HPAs nesta matriz variou 0,40-13,31 mg/g, com maior dispersão. Todas as amostras de poeira do sótão em que a concentração total de HPAs estava acima de 2μg/g apresentaram resposta positiva para a atividade mutagênica. A contribuição dos HPAs para a mutagênese na poeira de sótão representou 10%, indicando que outros compostos podem contribuir para o efeito mutagênico. A atividade mutagênica e a concentração de HPAs nas amostras de PM2,5foram, de maneira geral, mais elevadas na área de risco, embora em alguns períodos de amostragem a área de referência atingiu valores semelhantes ou mesmo superiores. O efeito mutagênico e as concentrações de HPAs observados nas amostras de PM2,5 foram semelhantes aos valores encontrados em estudos que avaliaram áreas urbanas e com influência industrial. Extratos orgânicos de água de abastecimento não apresentaram mutagenicidade. As frequências de MN em linfócitos de sangue periférico e de células binucleadas na mucosa oral foram significativamente maiores no grupo de risco. Nos demais biomarcadores avaliados não foram observadas diferenças significativas entre os grupos. O conjunto de resultados indica a necessidade de novas avaliações utilizando grupo de referência menos suscetível às influências da área contaminada. O conjunto de dados coletados neste estudo indica a necessidade de uma avaliação mais cuidadosa dos biomarcadores individualmente e de um grupo de referência menos suscetível a influências da área contaminada. Apesar da ausência de diferenças significativas entre os grupos de risco e de referência em biomarcadores de danos no DNA avaliados em crianças, os resultados observados nas amostras de poeira de sótão e PM2,5 sugerem que a população esteve ou ainda está potencialmente exposta a substâncias capazes de causar efeitos adversos à saúde humana. / The mutagenic activity and the concentration of PAHs in PM2.5 samples were generally higher in the risk area, although in some periods the reference area has reached similar or even higher values. The mutagenic effect and the concentrations of PAHs recorded in the PM2.5 samples were similar to those found in studies that assessed areas of intense urban occupation and industrial influence. Organic extracts from supply water showed no mutagenicity. The MN frequencies in peripheral blood lymphocytes and binucleated cells of the oral mucosa were significantly higher in the risk group. No significant differences between children from the reference and risk area were observed in others genetic biomarkers assessed. The result set indicates the need for further evaluations using reference group less susceptible to the influences of the contaminated area. The set of data collected in this study indicates the need for a more cautious assessment of biomarkers individually, and a reference group less susceptible to influences from the contaminated area is necessary. Despite the absence of significant differences between the risk and reference groups in biomarkers of DNA damage assessed in children, the results in attic and PM2.5 samples suggest that the population was or is still potentially exposed to substances with strong negatives effects on human health.

O câncer é a primeira causa de mortes por doença, após 1 ano de idade, até o final da adolescência, excetuando aquelas relacionadas aos acidentes e à violência. A Leucemia Linfoide Aguda (LLA) afeta células linfoides e agrava-se rapidamente. São os tumores mais frequentes na infância e representam um terço de todas as neoplasias malignas nesta faixa etária. Em média, a taxa de cura excede 70%, todavia, apesar dos avanços das últimas décadas, os índices de crianças que apresentam recidiva da doença continua significativo. Danos endógenos ao DNA ocorrem numa frequência altíssima, além dos danos causados por terapias antitumorais. Alteração no reparo ao dano do DNA pode induzir mecanismos de resistência ao tratamento quimioterápico, resultando em aumento do reparo de lesões do DNA. Reparo por Excisão de Nucleotídeos (NER) é a via de reparo de DNA mais versátil e flexível nas células. Seus componentes estão sendo estudados como biomarcadores de prognóstico e terapias-alvo. No entanto, alguns relatórios têm abordado danos de DNA em Leucemia Linfoide Aguda (LLA) pediátrica. Neste estudo, realizamos um estudo de acompanhamento observacional em pacientes pediátricos para avaliar os danos do DNA pelo Ensaio Cometa Alcalino e expressão gênica da via de NER durante a indução da quimioterapia. Amostras de medula óssea (MO) ao diagnóstico, dia 15 (D15) e 30 (D30) do tratamento foram coletadas de 28 pacientes com LLA. Não houve aumento no índice de dano. No entanto, houve uma redução de células com baixo danos na comparação do D35 com o diagnóstico. Este resultado se confirmou em pacientes que apresentaram doença residual mínima positiva. A via de NER permaneceu constante, no entanto, em um único paciente, foi observada uma diminuição significativa da expressão dos genes, talvez devido ao silenciamento ou a regulação negativa das vias de reparo. Níveis de danos e reparação do DNA podem influenciar o resultado clínico, estar envolvidos na resistência aos fármacos e potencializar o risco de recidiva. Este é o primeiro estudo que avalia o dano ao DNA em amostras de MO de pacientes pediátricos com LLA. Apesar do pequeno número de pacientes alocados para o estudo, a partir dos achados é possível concluir que complexos de reparo merecem ser investigados a curto e a longo prazo. Acompanhamento dos resultados do paciente vai ajudar a elucidar a implicação dos nossos achados em taxas de cura e de recidiva. / Cancer is the leading cause of death by disease after 1 year old until the end of adolescence, except those related to accidents and violence. Acute Lymphoid Leukemia (ALL) affects lymphoid cells and worsens quickly. They are the most frequent tumors in childhood and account for a third of all malignancies in this age group. On average, the cure rate exceeds 70%, however, despite the progress of recent decades, rates of children with disease recurrence remains significant. Endogenous DNA damage occurs at a very high frequency, in addition to the damage caused by anti-tumor therapies. Change in the repair of DNA damage can induce resistance mechanisms to chemotherapy, resulting in increased repair of DNA lesions. Nucleotide Excision Repair (NER) pathway is the more versatile and flexible DNA repair in cells. Its components are being studied as prognostic biomarkers and targeted therapies. However, there are some reports of DNA damage in pediatric Acute Lymphoid Leukemia (ALL). In this study, we conducted an observational follow-up study in pediatric patients to assess DNA damage by alkaline comet assay and gene expression of NER pathway during induction chemotherapy. Bone marrow (BM) samples at diagnosis, 15th (D15) and 30th (D30) of treatment were collected from 28 patients with ALL. There was no increase in damage index. However, there was a reduction of cells with low damage in comparison to the D35 diagnosis. This result was confirmed in patients with positive minimal residual disease. The NER pathway remained constant, however, in one patient, a significant decrease of gene expression was observed perhaps due to the silencing or down-regulation of repair pathways. Damage levels and DNA repair can influence the clinical result and may be involved in drug resistance and enhance the risk of recurrence. This is the first study to assess DNA damage in BM samples of pediatric patients with ALL. Despite the small number of patients allocated to the study, from the findings we conclude that repair complex deserves to be investigated in the short and long term. Monitoring patient’s outcomes will help to access the implication of our findings in cure and relapse rates.

Introdução: As radiações ionizantes produzem efeitos na molécula do DNA e o biomonitoramento in vivo pode ser utilizado para melhor avaliar o nível de exposição interna à radiação. Os agentes genotóxicos em populações expostas geram diferentes danos ao DNA e por existir uma variabilidade genética isso acarreta sensibilidades diferentes a estes agentes. Essa variação pode ser explicada pela existência de polimorfismos genéticos envolvidos no processo de reparo, entre eles o XRCC1 e XRCC3, responsáveis por manter a integridade do genoma das células frente a danos causados pelos agentes mutagênicos, como a radiação ionizante. Objetivo: Avaliar os efeitos mutagênicos da exposição à radiação x e gama em pacientes que realizam cintilografia miocárdica e angioplastia miocárdica e relacionar os possíveis resultados positivos com os polimorfismos dos genes de reparo, XRCC1 e XRCC3. Materiais e Métodos: Foram selecionados 57 pacientes expostos à radiação gama, e 57 expostos à radiação X. A análise da instabilidade genômica foi realizada através dos testes do micronúcleo e cometa, e a genotipagem através de sonda de TaqMan, para os polimorfismos do gene de reparo XRCC1 e XRCC3. Resultados e Conclusões: Em nosso estudo, os dados encontrados demonstram que ocorre dano ao DNA, após a exposição à radiação gama (ƿ=0,026). No entanto, não observamos ocorrer influência dos diferentes genótipos em ambos polimorfismos estudados, Arg399Gln e Thr241 Met, embora a presença do genótipo mutado Met/Met, parece ter indicado menor radiossensibilidade. Apesar desta diferença não ter alcançado os níveis de significância esperados, este resultado está de acordo com dados da literatura que indicam que este genótipo poderia estar associado à capacidade de reparação do DNA. Neste mesmo grupo, não encontramos diferenças estatisticamente significativas para aberrações cromossômicas (MN e NBUDs) após a exposição, para ambos polimorfismos, exceto para o genótipo normal Arg/Arg (ƿ=0,012), que parece ter indicado maior radiossensibilidade à exposição, estando de acordo com trabalhos da literatura, os quais demostram que, este genótipo pode ser associado com a diminuição da capacidade de reparo do DNA, apresentando níveis mais altos de quebras induzidas. As evidências de radiossensibilidade celular também podem ser explicadas pela alteração da proteína resultante do polimorfismo que não corrige os danos ao DNA, podendo aumentar o acúmulo de lesões no material genético, possivelmente pelo efeito da dose, tempo e tipo de exposição da radiação. Já no grupo de pacientes expostos à radiação X, observamos que não ocorre aumento nos níveis de danos ao DNA após a exposição (ƿ=0,004) e que não existe efeito de ambos polimorfismos estudados, exceto para o genótipo mutado Met/Met que parece determinar maior radiossensibilidade (ƿ=0,041). Para este grupo, observamos que ocorre aumento nas frequências de MN (ƿ<0,001) e NBUDs (ƿ<0,001), mas que os diferentes genótipos não influenciaram diferenças para estes achados. Para os dados de aberrações cromossômicas, encontrados neste grupo, a superexposição radiológica pode ser a interpretação dos achados, já que os detectores planos dos equipamentos utilizados aumentam em torno de 65% a exposição aos pacientes, quando comparados aos antigos intensificadores de imagens. / Introduction: Ionizing radiations produce effects on the DNA molecule and biomonitoring in vivo may be used to better assess the level of internal radiation exposure. Genotoxic agents in exposed populations generate different DNA damage, and there is a genetic variation in sensitivity to these agents. This variation can be explained by the existence of genetic polymorphisms involved in the repair process, including XRCC1 and XRCC3, responsible for maintaining genome integrity of the cell by the damage caused by mutagenic agents, such as ionizing radiation. Objective: Assess the mutagenic effects of exposure to x and gamma radiation in patients undergoing myocardial scintigraphy and coronary angioplasty and relate the possible positive result with polymorphisms of repair genes, XRCC1 and XRCC3. Materials and Methods: 57 patients exposed to gamma radiation, and 57 exposed to x radiation were selected. Analysis of genomic instability was performed by the micronucleus comet assay, and genotyping using TaqMan probe for polymorphisms XRCC1 and XRCC3 repairing genes. Results and Conclusions: In our study the data found demonstrate that DNA damage occurs after exposure to gamma radiation (ƿ=0.026). However, we did not observed influence of the different genotypes for both polymorphisms, Arg399Gln and Thr241Met, although the presence of the mutated genotype Met/Met seems to be less radiosensitive. Despite this difference did not reach statistical significance, this result is in agreement with data reported in the literature indicating that this genotype might be associated with the ability of DNA repair. In this group, we found no statistically significant differences in chromosomal aberrations (MN and NBUDs) after exposure for both polymorphisms, except for the normal genotype Arg/Arg (ƿ= 0.012), that seems to have shown greater radiosensitivity exposure, which is consistent with literature studies, which demonstrate that this genotype may be associated with decreased DNA repair capacity, showing higher levels of induced breaks. Evidence of cellular radiosensitivity may also be explained by the alteration of the protein resulting from polymorphism that does not correct the DNA damage and may increase the accumulation of lesions in the genetic material, possibly the effect of the dose, time and type of radiation exposure. In the group of patients exposed to x-radiation, we observe that no increase in the levels of DNA damage after exposure (ƿ=0.004) and that there is no effect of both polymorphisms studied, except for the mutated genotype Met / Met that seems to determine higher radiosensitivity (ƿ=0.041). For this group, we observed an increase in the frequency of MN (ƿ<0.001) and NBUDs (ƿ<0.001), but the different genotypes did not influence differences for these findings. For the data of chromosomal aberrations found in this group, radiological overexposure may be the interpretation of the findings, since the flat detectors of the equipment used increase around 65% exposure to patients, when compared to the old image intensifiers.

A emissão de uma grande diversidade de substâncias através dos efluentes industriais gasosos, líquidos ou sólidos acarreta que uma gama de compostos seja introduzida no ambiente atmosférico e aquático de meios urbanos. A exposição a substâncias genotóxicas no ambiente oferece freqüentemente um grande risco à saúde humana. Com essa preocupação, o presente trabalho avaliou a exposição das pessoas à qualidade do ar atmosférico e à da água para abastecimento público de duas cidades urbanas do Rio Grande do Sul (Brasil), que recebem diferentes contribuições antrópicas (cidades-alvo), comparando-as com uma cidade menos impactada - cidade referência. Os extratos orgânicos da água tratada para abastecimento público e das amostras de ar foram testados quanto a mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma (linhagens TA98 e TA100 para água e ar, com e sem fração de metabolização e, ainda para ar, YG1021 e YG1024) - marcador de mutagenicidade. As amostras de ar ainda foram analisadas por HPLC para a caracterização de HPAs e algumas amostras também por HRGC-HRMS para a composição dos PCDD/Fs. Para o biomonitoramento humano foram avaliados através do ensaio do cometa e do micronúcleo (MN), em linfócitos e células da mucosa bucal, respectivamente, as pessoas que viviam nas três cidades - biomarcador de efeito. Análises de polimorfismos genéticos (CYP1A1, GSTM1 e GSTT1) foram utilizados como biomarcadores de susceptibilidade. As duas cidades-alvo apresentaram resultados significativos quanto a mutagenicidade da água de abastecimento apresentando todos os resultados positivos, principalmente para mutação de substituição de pares de bases (TA100), indicando a presença de compostos como THMs e MX. Valores de PTS atmosféricos apresentaram-se em algumas amostragens acima dos limites da legislação brasileira (CONAMA, 1990). Os HPAs encontrados em maior quantidade foram indeno(1,2,3-c,d)pireno e benzo(ghi)perileno, sendo que em uma das amostras a análise dos PCDD/Fs, mostrou valores que superaram em dez vezes a outra amostra analisada. As duas cidades alvo apresentaram altas respostas mutagênicas nas amostras de ar tanto por mutágenos de ação direta, como indireta e também altas concentrações de nitro-HPAs. Estes resultados sinalizaram para a necessidade de uma revisão da legislação para material particulado atmosférico, já que dentro dos atuais parâmetros, grande quantidade de compostos mutagênicos foram encontrados. Para os indivíduos estudados quanto aos biomarcadores de efeito, tanto os linfócitos analisados pelo ensaio do cometa quanto às células da mucosa bucal pelo ensaio do MN não apresentaram resultados significativos, sendo que apenas uma cidade alvo apresentou quanto ao ensaio do cometa. Como a maioria dos indivíduos CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 apresentaram genótipos prevalentes, pode estar ocorrendo uma eficiência no sistema de detoxificação garantidos pela presença desses genótipos. Este trabalho mostrou a importância de estudos ambientais que relacionem marcadores de mutagenicidade com biomarcadores de efeito e de susceptibilidade, para que haja uma maior compreensão dos efeitos da exposição humana diária à agentes genotóxicos ambientais. / The emission of a great substances amount through gaseous, liquid and solid industrial effluents have been introduced many kinds of chemical compounds in aquatic and atmospheric environments. The environmental exposure to genotoxic substances often brings great risk to human health. Therefore, the aim of this work was make an avaliation of people exposition to atmospheric air and water supply quality in two urban cities in Rio Grande do Sul State (Brazil) which were under influence of different anthropogenic sources (target cities), compared to a less intense influenced urban city (reference city). The organic extracts from supply water and airborne samples were tested to mutagenicity using the Salmonella/microsome assay (TA98 and TA100 strains for water and airborne samples, with and without metabolization fraction, and also, YG1021 and YG1024 strains for airborne) - mutagenicity marker. Moreover, the airborne samples were analysed by HPLC to PAHs composition and by HRGC-HRMS to PCDD/Fs composition. Human biomonitoring was evaluated by samples of lymphocytes and bucal mucosa cells from individuals living in this three cities using the comet and the micronuclei (MN) assays, respectively - effect biomarkers. Analysis of gene polymorphisms (CYP1A1, GSTM1 and GSTT1) was taken as susceptibility biomarkers. Both target cities showed significative results for the water mutagenicity with mutagenic responses for all samples, mainly to base-pair substitution mutation (TA100 strain), denoting the presence of THMs and MX compounds. The TSP concentrations were above the Brazilian Legislation and World Health Organization regulation limits few times. The PAHs detected in greater amout were indeno(1,2,3-c,d)pyrene and benzo(ghi)perylene and one of the samples overcame ten times the values of PCDD/Fs compared to the other analysed. The two target cities showed high mutagenicity response in all airborne samples, both by direct and indirect mutagens, besides high concentrations of nitro-PHAs. Actually, these results indicate a law revision necessity, because great amount of mutagenic compounds were assessed in smaller concentration that those present in current legal parameters. The analysed subjects for effect biomarkers, both limphocytes tested by comet assay and buccal mucosa cells tested by MN, did not show significant results, only one city show increased primary DNA damage detected through comet assay. As the majority of subjects CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 showed prevalent genotype, it maybe occuring an efficient system detoxification warranted by these genotypes presence. This work has shown the importance of environmental studies that relate mutagenicity markers with effect and susceptibility biomarkers, thus a greater understanding about environmental genotoxic agents, which people are exposed daily, will be done carefully.

Resumo: Devido às crescentes expansões demográficas e industriais observadas nas últimas décadas, o meio ambiente tem recebido uma carga significativamente crescente de efluentes domésticos, industriais e agrícolas, causando impactos severos nos ecossistemas e um potencial comprometimento à saúde humana. Dentre os efluentes domésticos, podemos citar uma gama de poluentes, tais como químicos de diversas categorias, além de contaminações por agentes biológicos diversos. Já os efluentes industriais contêm poluentes orgânicos e/ou inorgânicos, dependendo da atividade industrial. Baseando-se nestes dados, este trabalho teve como objetivo investigar, por meio de ensaios biológicos com dois organismos-teste, a possível presença de contaminantes com potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico, que são despejados ao longo do rio Preto, inclusive na Represa Municipal de São José do Rio Preto. O material biológico utilizado neste estudo constituiu-se de sementes de Allium cepa (cebola) e peixes da espécie Oreochromis niloticus (Tilápia). Coletas de águas foram realizadas, sazonalmente, nos meses de agosto de 2006 e 2007 (estação seca) e março de 2007 e 2008 (estação chuvosa), em seis pontos distintos: Ponto 1 (P1), 8 km antes do represamento; Ponto 2 (P2), 1 km antes do represamento; Ponto 3 (P3), local de despejo do esgoto; Ponto 4 (P4), margem oposta do despejo do esgoto; Ponto 5 (P5), saída do represamento; Ponto 6 (P6), 1 km após o represamento. Análises químicas foram realizadas para todas as coletas realizadas. Para a realização do estudo, 100 sementes de Allium cepa foram submetidas à germinação, em placa de Petri, em amostras de águas coletadas nos seis diferentes pontos do rio Preto, em água ultra pura (controle negativo) e em uma substância reconhecidamente aneugênica (Trifluralina - controle positivo), sempre à temperatura ambiente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to increasing population and industrial expansion observed in recent decades, the environment has received a significant increased burden of domestic industrial and agricultural sewerage, which can cause severe impacts on ecosystems, and a potential damage to human health as well. A wide range of harmful pollutants can be found in domestic effluent, such as chemicals from various categories, in addition to contamination by various biological agents. On the other hand, industrial effluents contain organic and / or inorganic pollutants, depending on industrial activity. Based on these data, this study aimed to investigate, by means of biological tests with two test-organism, the possible presence of contaminants with cytotoxic, genotoxic and mutagenic potential, which are dumped along the Preto river, an important river that flows in the region of Sao Jose do Rio Preto/SP. The biological material used in this study consisted of seeds of Allium cepa (onion) and one specie of fish (Tilapia: Oreochromis niloticus). Water samples were taken seasonally in August 2006 and 2007 (dry season) and March 2007, and 2008 (rainy season), in six distinct sites: Site 1 (S1), 8 km before the damming, Site 2 (S2), 1 km before the damming, Site 3 (S3), place of sewerage discharge; Site 4 (S4), opposite margin of sewage discharge, Site 5 (S5), end of the damming; Site 6 (S6) 1 km after damming. Chemical analyses were performed for all collected samples. For the study, 100 seeds of A. cepa were submitted to germination in Petri dishes with samples water from six different sites of the Preto river, Ultra pure water (negative control), and with an aneugenic substance (Trifluralin - positive control). For most of collection points and periods studied, root meristems cells of A. cepa, exposed to water samples collected along the Preto river, showed no significant differences... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Maria Aparecida Marin-Morales / Coorientador: Maria Tecília Vilela de Azeredo-Oliveira / Banca: Regina Teresa Rosim Monteiro / Banca: Carmem Silvia Fontanetti Christofoletti / Banca: Eduardo Alves de Almeida / Banca: Mary Massumi Itoyama / Doutor

Submitted by YADIRA ANSOAR RODRIGUEZ null (yansoar@gmail.com) on 2016-09-13T01:47:22Z No. of bitstreams: 1 Tese com anexos.pdf: 2549765 bytes, checksum: 4ed9c23afef907cf3b9fa391cc0f7cb9 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica, Folha de rosto e folha de aprovação. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-09-14T20:21:24Z (GMT) / Submitted by YADIRA ANSOAR RODRIGUEZ null (yansoar@gmail.com) on 2016-09-14T21:01:11Z No. of bitstreams: 1 Tese VF.pdf: 2830119 bytes, checksum: 3b30a5eef5a71be48f3fcf3950b1dc44 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-15T19:20:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ansoarrodriguez_y_dr_rcla.pdf: 2830119 bytes, checksum: 3b30a5eef5a71be48f3fcf3950b1dc44 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T19:20:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ansoarrodriguez_y_dr_rcla.pdf: 2830119 bytes, checksum: 3b30a5eef5a71be48f3fcf3950b1dc44 (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / Asociación Universitaria Iberoamericana de Postgrado (AIUP) / A aplicação indiscriminada de agrotóxicos constitui uma das maiores preocupações na atualidade, sendo o Brasil um dos países que mais uso faz destes produtos. O imidacloprido (IMI) é um dos inseticidas mais utilizados no mundo, principalmente nas culturas de cana-de-açúcar, citros, algodão e café. Apesar de seus benefícios, pode apresentar potencial tóxico e genotóxico em organismos não alvo. O uso de bioindicadores permite o estudo dos possíveis riscos destas substâncias nos organismos. Entre estes, plantas superiores e organismos aquáticos são considerados excelentes para avaliar efeitos de agrotóxicos no ambiente. Neste estudo, foram avaliados os efeitos de IMI em organismos não alvos (Allium cepa, Tradescantia pallida e Oreochromis niloticus) expostos a diferentes concentrações, baseadas na aplicação deste inseticida na cultura de cana-de-açúcar, por meio de ensaios celulares e moleculares. Foram testadas concentrações equivalentes à dose do produto recomendada para esta cultura (400 g/ha), a metade (200 g/ha) para simulação da diluição natural e o dobro (800 g/ha) para simulação do uso indiscriminado. O teste de aberrações cromossômicas e de micronúcleos (MN) em A. cepa e T. pallida foram utilizados para avaliar a toxicidade e genotoxicidade. Ensaio do cometa e teste do MN em eritrócitos de O. niloticus, avaliaram danos em nível primário e cromossômico. Análise das alterações histopatológicas no fígado de O. niloticus e localização in situ das proteínas de choque térmico (HSP70) analisadas sob microscopia de luz e imuno-histoquímica, respectivamente, foram empregadas para verificar o potencial tóxico em nível celular. Os resultados no teste de A. cepa e T. pallida, demonstraram que o IMI induziu alterações cromossômicas e o aumento da frequência de MN. Também foi observado indução do dano primário em eritrócitos de O. niloticus nas concentrações testadas e dano em nível cromossômico na maior concentração. Alterações hepáticas também foram observadas em todas as concentrações testadas, entre elas: degeneração hidrópica, núcleos picnóticos e perda do limite celular. A concentração mais alta (250μg/L) induziu um aumento de lípidos ácidos e neutros e dos níveis de marcação da proteína HSP70. Diante dos resultados pode-se concluir que o IMI, nas concentrações testadas, foi genotóxico para os organismos, além de induzir alterações histopatológicas e ativar mecanismos citoprotetores mediados por proteína de choque térmico. Este inseticida apresentou potencial tóxico e genotóxico nos organismos testados, os quais não são alvos de ação deste agrotóxico, fato este que deve ser levado em consideração para sua aplicação. / The indiscriminate application of pesticides is a major concern nowadays, and Brazil is one of the countries which use these products heavily on agriculture. The imidacloprid (IMI) is an insecticide sold worldwide, being widely used on sugar cane, citrus, cotton and coffee crops. Despite its benefits, IMI may have potential for inducing genetic changes in non-target organisms. In this sense, the use of bioindicators like higher plants and fishes allow the assessment of possible effects and risks to the environment derived from the use of this insecticide in agriculture. In this study, we evaluated the effects of IMI on non-target organisms (Allium cepa, Tradescantia pallida and Oreochromis niloticus) exposed to different concentrations, based on the application of this insecticide in the sugarcane culture, through cellular and molecular assays. A concentration equivalent to the recommended dose of the product for this culture (400 g/ha), the half (200 g/ha) for simulation of natural dilution and double (800 g/ha) that simulates the indiscriminate use. Chromosomal aberrations and micronucleus test (MN) in A. cepa and T. pallida were analyzed for toxicity and genotoxicity study. Comet assay and MN test in O. niloticus erythrocytes assess damage to primary and chromosomal level. Analysis of histopathological changes in the O. niloticus liver and in situ localization of heat shock protein (HSP70) were analyzed by light microscopy and immunohistochemistry, respectively, were performed to measure the toxic potential at the cellular level. The results in A. cepa and T. pallida assay, demonstrated that the IMI induced chromosomal alterations and increased frequency of MN. It was also observed induction of primary damage in O. niloticus erythrocytes at all concentrations and damage to the chromosomal level in the highest concentration. Liver changes were also found in all tested concentrations, as: hydropic degeneration, pyknotic nuclei and loss of cell limits. The highest concentration (250μg/L) showed an increase of acid and neutral lipids and labelling levels of HSP70 protein. Given the results it is possible to concluded that the IMI in the tested concentrations was genotoxic in these organisms, besides inducing histopathologic changes and activated cytoprotective mechanisms mediated by heat shock protein. This insecticide has a toxic and genotoxic potential for these organisms, which are not the target of action of this pesticide; fact should be considered for its application.