Os barreiros são áreas de depressões, com pouca cobertura vegetal e solos úmidos, visitadas por muitos animais. O consumo de solo (geofagia) nestes locais é reconhecido para várias espécies de vertebrados em diversas regiões do mundo, sugerindo que os barreiros sejam importantes componentes do hábitat desses organismos. Na Amazônia e no Pantanal, estes lugares são muito procurados por populações humanas tradicionais para a caça. Assim, o conhecimento sobre o uso destas áreas pela fauna é importante para o delineamento de estratégias conservacionistas. A intensidade e horários preferenciais de uso de oito barreiros por vertebrados foram avaliados através de armadilhas fotográficas na Reserva Particular do Patrimônio Natural SESC-Pantanal, nordeste do Pantanal brasileiro. As amostragens foram realizadas durante as estações seca e cheia do ano de 2005. Durante 7375 horas de amostragem, foram registradas 24 espécies de mamíferos, 11 de aves e 2 de répteis utilizando os barreiros de alguma forma. Em 14 destas espécies a geofagia foi documentada, sendo a forma de uso predominante. Este comportamento foi registrado para a cutia (Dasyprocta azarae), o bugio-preto (Alouatta caraya), ungulados (Tayassu pecari, Tapirus terrestris, Pecari tajacu, Sus scrofa, Mazama americana e M. gouazoubira), cracídeos (Penelope ochrogaster, Pipile pipile, Crax fasciolata e Ortalis canicolis) e pombas (Leptotila sp. e Claravis pretiosa). Carnívoros, como a onça-parda (Puma concolor) e a jaguatirica (Leopardus pardalis), visitam estas áreas provavelmente devido à grande concentração de presas. O queixada (T. pecari) e a anta (T. terrestris) foram as espécies que mais utilizaram os barreiros. Os horários preferenciais de uso, em geral, são semelhantes aos padrões de atividade conhecidos para as espécies. A composição de espécies e intensidade de uso foram diferentes entre os barreiros avaliados e entre as estações. Barreiros pequenos apresentaram menor riqueza de espécies e índice de uso mais baixo, parâmetros que foram mais altos na seca em comparação à estação cheia. Diversos fatores, relativos aos barreiros e/ou aos organismos envolvidos, podem estar associados a estas variações. Fatores como tamanho dos barreiros, composição química e estrutural do solo, composição e arranjo da paisagem de entorno, relações dos organismos com esta paisagem e relações intra e interespecíficas podem estar atuando isoladamente ou em sinergismo. Uma das espécies mais freqüentes nos barreiros foi a anta (T. terrestris), um ungulado capaz de responder à heterogeneidade de paisagens em um amplo espectro de escalas. Análises foram realizadas com o objetivo de avaliar se os barreiros, unidades de hábitat em uma escala refinada, são importantes elementos na paisagem para a predição da distribuição local dessa espécie na área da RPPN SESC-Pantanal. Correlações entre a intensidade de uso de oito barreiros por T. terrestris e a composição da paisagem de entorno em diferentes escalas foram realizadas. As probabilidades de ocorrência de antas, obtidas através de um modelo de distribuição potencial a partir da composição da paisagem em áreas de diferentes tamanhos centradas nos barreiros, também foram correlacionadas com a intensidade de uso dos barreiros pela espécie. Áreas com composição da paisagem similar apresentaram diferentes intensidades de uso dos barreiros e locais com reduzida probabilidade de ocorrência de antas apresentaram elevada intensidade de uso, indicando que os barreiros são unidades discretas da paisagem relevantes para a geração de modelos de ocorrência potencial de T. terrestris na região. Considerando estes resultados, os barreiros no nordeste do Pantanal podem ser reconhecidos como importantes unidades de hábitat para diversas espécies de vertebrados. Estratégias conservacionistas locais e regionais, como o zoneamento da RPPN SESC-Pantanal e projetos de manejo e sustentabilidade de caça em reservas extrativistas, devem considerar estas informações para uma maior efetividade.

As naftoquinonas são amplamente distribuídas na natureza e várias destas moléculas tem um papel importante na produção de energia, através da fotossíntese e respiração celular. No entanto, a atividade biológica de naftoquinonas com grupamentos amino é pouco investigada em células procarióticas e eucarióticas. No presente trabalho nós estudamos a atividade biológica da 5-amino-8-hidroxi-1,4- naftoquinona (ANQ) em comparação com a 1,4-naftoquinona (NQ) na bactéria Staphylococcus aureus. ANQ e NQ inibem o crescimento do S. aureus nas concentrações de 50 e 10 μg/mL, respectivamente. O efeito antimicrobiano das naftoquinonas diminui na presença de ascorbato de sódio, por outro lado o ácido 4,5-dihidroxi-1,3-benzeno-sulfônico (Tiron), um antioxidante especifico para o ânion superóxido foi capaz de proteger o S. aureus somente dos efeitos da ANQ. A ANQ e NQ bloqueiam o consumo de oxigênio e com a cadeia respiratória bloqueada com cianeto induzem o consumo de oxigênio. Os ensaios realizados com a presença das naftoquinonas se verificou que estes compostos induzem peroxidação de lipídios, sendo demonstrado pela formação de substancias reativas ao ácido tiobabitúrico. Estes resultados mostram que estes compostos atuam como aceptores de elétrons e induzem a formação de espécies reativas de oxigênio, que são tóxicas para o S. aureus. Com a proposta de elucidar a atividade mutagênica da ANQ e da 5-amino—2,8-dihidroxi- 1,4-naftoquinona (ANQ-OH) em comparação com a NQ, nós utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma. A genotoxicidade e o potencial recombinogênico foram analisados nas linhagens haplóide e diplóide da levedura Saccharomyces cerevisiae. No ensaio Salmonella/microssoma a NQ não foi mutagênica, enquanto as aminonaftoquinonas apresentaram uma fraca mutagênese nas linhagens TA98 e TA102. Na linhagem haplóide, somente NQ induziu mutagênese. Na diplóide, as naftoquinonas não induziram eventos recombinacionais. Os resultados sugerem que as aminonaftoquinonas são fracos agentes mutagênicos em células procarióticas. Além disto, a genotoxicidade destes compostos foi determinada utilizando o ensaio Cometa (single cell gel – SCG) e o ensaio Cometa modificado com as enzimas formamidopirimidina DNA-glicosilase (FPG) e endonuclease III (ENDOIII) em células de fibroblasto de pulmão de hamster Chinês (células V79). Em nosso estudo foi demonstrado que ANQ e NQ induzem danos oxidativos no DNA das células V79, como apresentado no ensaio na presença de enzimas. O pós-tratamento com ENDOIII e FPG não reconhecem danos promovidos pela ANQ-OH, quando comparado com o ensaio cometa padrão. Além disso, todas as naftoquinonas apresentaram genotoxicidade nas células V79 em presença de ativação metabólica. Nas células de mamíferos, NQ e ANQ são agentes genotóxicos, enquanto ANQ-OH é genotóxico somente com metabolização. O conjunto destes resultados reforça que ANQ e NQ produzem o radical superóxido e demonstra que o grupamento amino na posição 5 não elimina a capacidade da ANQ em produzir espécies reativas de oxigênio. Por fim, nós podemos afirmar que a citotoxicidade e genotoxicidade destes compostos é pela produção de danos oxidativos em todos os sistemas celulares. / Naphthoquinones are widely distributed in nature and some of these molecules have an important role in the biochemistry of microbial energy production, by means of photosynthesis and respiratory chain. However, the biological activity of naphthoquinones amino derivates on prokaryotic and eukaryotic cells is poorly investigated. In the present work we have studied the biological activity of 5-amino-8-hydroxi-1,4- naphthoquinone (ANQ) on Staphylococcus aureus in comparison with unsubstituted 1,4- naphthoquinone (NQ). Complete inhibition of microbial growth was observed with ANQ and NQ at 50 and 10 μg/mL, respectively. The antibacterial effect of naphthoquinones decrease in presence of sodium ascorbate, but the superoxide scavenger 4,5-dihydroxi-1,3- benzene-disulfonic acid (Tiron) was able to protect S. aureus only from the harmful effect of ANQ. Naphthoquinones blocked oxygen uptake and induced-cyanide insensitive oxygen consumption. Assays in presence of naphthoquinones induced an increase of lipid peroxidation in S. aureus, as determined by thiobarbituric acid reactive substances. These results showed that 1,4-naphthoquinones effectively act as electron acceptor and induced an increase in reactive oxygen species that are toxic to S. aureus cells. In order to elucidate the mutagenic activity of ANQ and 5-amino-2,8-dihydroxy-1,4- naphthoquinone (ANQ-OH) in comparison with the unsubstituted 1,4-naphthoquinone (NQ) we have employed the Salmonella microssoma/assay. The genotoxic and recombinogenic potencial effects were analysed in haploid and diploid yeast Saccharomyces cerevisiae strains. In Salmonella microssoma/assay the NQ was not mutagenic while the aminonaphthoquinones were weakly mutagenic in TA98 and TA102 stains. In haploid yeast, only NQ showed a mutagenic response. In diploid yeast, the naphthoquinones did not induce any recombinogenic events. All these results suggest that aminonaphthoquinones are weak mutagenic agents only in prokaryotic cells. Moreover, the genotoxicity of these compounds was determined using standard Comet assay (single-cell gel – SCG) and modified Comet assay with bacterial enzymes formamidopyrimidine DNAglycosylase (FPG) and endonuclease III (ENDOIII) in V79 Chinese hamster lung fibroblast cells. Our study demonstrated that ANQ and NQ induced oxidative DNA damage in V79 cells as shown in comet assay with the lesion-specific enzymes. Post-treatment with ENDOIII and FPG proteins had not significant effect on ANQ-OH-induced oxidative DNA damage when compared to standard alkaline comet assay. Besides, all naphthoquinones showed genotoxic effect on V79 cells in presence of metabolic activation. In mammalian cells, NQ and ANQ are genotoxic agents and ANQ-OH is genotoxic only in presence of metabolic activation. Taken together these results reinforce that ANQ and NQ produce superoxide radicals and reveal that amino group in position 5 does not abolish the ability of ANQ in producing reactive oxygen species. Finally, we were able to affirm that cytotoxicity and genotoxicity of these compounds is promoted by oxidative damage despite the cell system.

A deficiência de ferro, quando severa denominada de anemia, é a deficiência nutricional mais comum globalmente, em especial nos países em desenvolvimento. A deficiência de ferro há muito tempo tem sido relacionada à diminuição da atividade do sistema imunológico e da capacidade de trabalho. Mais recentemente, o excesso de ferro tem sido associado ao aumento do risco de doenças crônico-degenerativas e de câncer. Existem evidências inconclusivas de que a carência de ferro poderia elevar o nível de danos no DNA. Mais ainda, com base nesse conceito pode-se pensar na hipótese de que a carência de ferro eleve a suscetibilidade ao câncer, especialmente nos tecidos que sofrem efeitos mais severos da carência de ferro. Portanto, os primeiros objetivos deste trabalho foram: (a) avaliar experimentalmente quais as repercussões da deficiência de ferro na estabilidade genômica em crianças e adolescentes; e (b) revisar a literatura acerca da associação entre a deficiência de ferro e o risco de câncer no trato gastrintestinal. Outro aspecto que não pode ser negligenciado é o fato de que o ferro é extremamente pró-oxidante nos sistemas biológicos, como no caso da anemia falciforme, e que a toxicidade de sua sobrecarga endógena precisa ser avaliada. Com efeito, o segundo objetivo deste trabalho foi avaliar tais efeitos em humanos com anemia falciforme (sobrecarga endógena) e em camundongos suplementados com ferro (sobrecarga exógena). A resposta ao problema global de carência de ferro está centrada no tratamento com doses profiláticas de ferro e a um incremento contínuo da oferta de ferro na dieta (p.ex. programas de suplementação nas farinhas e suplementos nutricionais), o que tem impacto ainda desconhecido sobre a estabilidade genômica. Daí emerge o terceiro objetivo desse estudo: avaliar se a vitamina C, o suco de laranja ou uma dieta rica em antioxidantes poderia diminuir a toxicidade ao DNA gerada pela suplementação com ferro em camundongos. Soma-se a esse objetivo, avaliar se o composto quelante de ferro desferoxamida ou a vitamina C (vitamina chave na biodisponibilização do ferro não heme) administrados na fase adulta podem melhorar os efeitos de perda de memória e dano no DNA induzidos por um tratamento com ferro no período perinatal em ratos, uma vez que o mal de Parkinson e Alzheimer têm progressão lenta e emergência tardia e estão associados ao acúmulo de ferro no cérebro. O quarto objetivo do trabalho foi definir a concentração ideal de ferro para células em cultura, em paralelo a avaliação de marcadores nucleares e mitocondriais de estabilidade genômica e da análise da expressão de genes ferro-dependentes envolvidos no reparo de DNA. Em resumo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito para a instabilidade genômica da deficiência e do excesso de ferro em modelos murinos e grupos populacionais humanos (crianças com alta vulnerabilidade: deficiência; pacientes de anemia falciforme: excesso), testar estratégias para reduzir a toxicidade do ferro para a memória e para o DNA (pela administração de alimentos, vitaminas e medicamentos), e, finalmente, determinar qual a dose ideal de ferro para manter a estabilidade genômica de células em cultura. Para tal, as metodologias principais empregadas foram: ensaios cometa neutro e alcalino, para avaliação de danos primários ao DNA; teste de micronúcleos em medula óssea de camundongos e em células em cultura citocinese-bloqueadas para determinação de clastogenênese/aneugênese; Particle Induced X-ray Emission (PIXE) para avaliação do nível de ferro nos tecidos; polimerase chain-reaction quantitativo em tempo real (QRTPCR) para avaliação do comprimento de telômeros e do número de cópias do genoma mitocondrial e nível de expressão de genes de reparo de DNA. Adicionalmente, testes de memória foram utilizados em ratos e avaliações do consumo de nutrientes foram empregados nas crianças e adolescentes com carência de ferro. Os resultados da pesquisa apontam um aumento de danos no DNA, tanto em situações de excesso como de deficiência de ferro. Para o caso da deficiência de ferro, observou-se em crianças e adolescentes avaliados um padrão geral de má-alimentação, marcado pela carência de várias vitaminas, especialmente ácido fólico e niacina e incidência de verminoses. A revisão bibliográfica apontou evidências preliminares do aumento do risco de câncer no trato intestinal em função de baixa ingestão de ferro, bem como uma quantidade de ferro ideal para minimizar este risco (20 mg/dia Fe, valor maior do que as recomendações nutricionais atuais para humanos). Os mecanismos associados a esse aumento de risco incluem desequilíbrio nas respostas imunes contra células malignas, no metabolismo de compostos tóxicos, bem como na regulação redox e na biossíntese e reparo do DNA. Quanto às estratégias para reduzir a toxicidade do ferro, os resultados indicam que a vitamina C, comumente associada à suplementação com ferro, pode aumentar a toxicidade de ferro e é inefetiva para reduzir o déficit de memória induzido desse metal. O suco de laranja, uma alternativa saudável à vitamina C no aumento da biodisponibilidade do ferro não heme, parece ser mais adequada para reduzir a toxicidade do composto, da mesma forma que a dieta rica em antioxidantes testada. O quelante de ferro mais empregado globalmente (desferoxamida) foi efetivo em reverter o déficit de memória e os danos induzidos pelo ferro. Quanto à definição da dose ótima de ferro para o cultivo celular, evidenciou-se que a suplementação com ferro a longo-prazo, tanto na forma de sulfato ou como ferro ligado à transferrina pode contribuir no aumento da estabilidade genômica. Esses dados provêm de por metodologias de vanguarda, como comprimento de telômeros e estabilidade mitocondrial acessados por QTRTPCR, e indicam que a concentração ideal de ferro se situa numa faixa bastante estreita (6-20 μM Fe no meio de cultura). A análise da expressão de genes de reparo, executada em paralelo aos experimentos de suplementação com ferro nas células, revelou um novo mecanismo de controle pós-trascricional de genes dos genes WRN e MUTYH, que codificam, respectivamente, para uma DNA helicase e uma DNA glicosilase, ambas contendo ferro. Os resultados ora apresentados visam fornecer subsídios para manter a estabilidade genômica, reduzir o risco de câncer e maximizar a saúde dos indivíduos estudados, sendo aplicáveis globalmente pela da universalidade do cenário de desequilíbrio nutricional de ferro. Os avanços da pesquisa contribuem à incorporação do conceito de estabilidade genômica às recomendações nutricionais, que tradicionalmente sugerem níveis mínimos de nutrientes para diminuir a incidência de doenças associadas à deficiência e não visam deficiências nutricionais sutis e crônicas. Os resultados também contribuem a nutrigenômica: área incipiente de interface entre a genética e a nutrição, que aborda a interação entre os genes e os alimentos e, de uma forma particular, em estudar como os nutrientes afetam o genoma humano. Considerando a possibilidade de efeitos adversos do tratamento de ferro em indivíduos debilitados do ponto de vista bioquímico (p.ex. falta de antioxidantes) e as sugestões de associação entre o aumento da ingestão de ferro e acréscimo na incidência de câncer nos países de primeiro mundo, faz-se necessária uma definição parcimoniosa da melhor estratégia de suplementação/tratamento com ferro, no intuito de evitar instabilidade genômica em indivíduos com alimentação depauperada em nutrientes fundamentais à estabilidade genômica. Os resultados dos estudos in vitro desenvolvidos neste trabalho auxiliam no desenvolvimento de meios de cultura fisiológicos, lançam luzes sobre o problema da definição dos níveis ótimos de ferro para maximização da estabilidade genômica (p.ex. para células-tronco e protocolos de transplante) e evidenciam um novo mecanismo de controle do ferro sobre a expressão de genes de reparo de DNA. / Iron deficiency, named anemia when severe, is the far most common micronutrient deficiency worldwide, particularly among citizens of developing countries. Iron deficiency has been linked for a long time to immune system impairment and reduction in work capacity. Iron excess has been also associated, lately, with increased risk of chronic degenerative diseases and cancer. There are inconclusive evidences iron deficiency could increase the DNA damage level. Based in this concept, one could hypothesize iron deficiency increases cancer susceptibility, especially in tissues that suffer higher effect of iron deprivation. Therefore, the first aims of this research were: (a) to evaluate experimentally the repercussions of iron deficiency over genome stability and cancer risk in gastrointestinal tract; and (b) to review the literature towards the potential association between iron deficiency and gastrointestinal cancer risk increase. Another aspect that deserves attention is the fact of iron been extremely pro-oxidant in biological systems, as in sickle cell disease. Indeed, the second aim of this research was to evaluate such effects in humans with sickle cell disease (endogenous overload) and in mice supplemented with iron (exogenous overload). The answer to the global issue of iron deficiency is centered in treatment with prophylactic or curative iron doses and there is a general increase in dietary iron levels (e.g. flour supplementation programs and nutritional supplements) which has and not fully elucidated impact over genomic stability. Form this issue, emerges the third aim of this research: to evaluate if vitamin C, orange juice or a diet rich in antioxidants could reduce iron genotoxicity associated to iron supplementation. Summed to this objective, is the evaluation if the iron chelator desferoxamide and vitamin C (vitamin has a key role in iron bioavailability) administered in adulthood could ameliorate the memory impairment and DNA damage increase induced by iron treatment during neonatal period; particularly given the fact Parkinson and Alzheimer diseases have slow progression and are associated to selective accumulation of iron in brain. The fourth objective of the research was to define the ideal concentration of iron to cell cultures, in parallel to the evaluation of nuclear and mitochondrial markers of genomic stability as well as of the analyses of expression of iron-dependent genes involved in DNA synthesis and repair. All objectives can be summarized, as to evaluate the effect over genomic stability of iron deficiency and overload in murine models and human populations (children and adolescents with low socioeconomic background: deficiency and sickle cell disease: overload), to test strategies to reduced iron toxicity to memory and DNA (through the administration of foods, vitamins and medicines, and, finally, to determine the ideal dose for genome maintenance in cell cultures. The main methods used were: neutral and alkaline comet assay, to evaluate primary DNA damages; micronucleus test in mice bone marrow and cytokinesis-block cell cultures, to determine clastogenenicity/aneugenicity; Particle Induces X-ray Emission (PIXE), to determine iron level in tissues; and quantitative polymerase chain-reaction (QRTPCR) to evaluate telomere length, mtDNA copy numbers and mRNA level of DNA repair genes. Additionally, memory tests and nutrient consumption evaluations were used. Results suggested an increase in DNA damage either for iron deficiency or overload. Regarding iron deficiency, children and adolescents with low socioeconomic status evaluated had a poor nutritional profile, marked by nutritional deficiency, particularly of folic acid and a high prevalence of parasitosis. In the review article regarding the association between iron deficiency and cancer risk increase, the review of a few experimental studies in murine animals and some epidemiological studies in humans indicated preliminary evidences towards an association between iron deficiency and increased cancer risk. Moreover, the mechanism by which iron deficiency could induce early onset and progression of tumors in gastrointestinal tract was discussed, including: impairment of iron-dependent metabolic functions (e.g. depressed immune defenses against malignant cells, reduced metabolization of toxic compounds, and unbalance in antioxidant defenses and DNA biosynthesis and repair). Regarding the strategies to reduce iron supplementation-associated toxicity, results suggest vitamin C was ineffective to reduce iron genotoxicity, could increase iron toxicity and was not able to repair ironinduced memory impairment. On the other hand, orange juice, a healthy alternative to vitamin C, could reduce iron toxicity, similarly to the also tested diet rich in antioxidants. Desferoxamide, the most used iron chelator worldwide, was effective to reverse iron induced memory deficit and DNA damages induced by iron; however, its clinical usage is difficult. Regarding the definition of the optimal dose for genomic stability for cells in culture, we observed an increase in cell proliferation and genomic stability (comet assay, telomere length and micronucleus) either for iron sulfate or holotransferrin, however in a very narrow range. The analyses of expression of iron-related genes showed a new posttranscriptional regulation mechanism for iron-containing DNA helicase WRN and DNA glycosylase MUTYH. The results herein presented aim to provide subsides to maintain genomic stability, reduce cancer risk and to maximize the health, being widely applicable in face to the universality of iron deficiency. The research advances can contribute to the incorporation of the concept of genomic stability to nutritional recommendations; which traditionally are based in minimal levels of nutrients to diminish the incidence of diseases (e.g. anemia for iron) and are not focused in subtle nutrient deficiencies that can have chronic effects. Results also contribute to nutrigenomics: incipient area of interface between nutrition and genetics, which aims to evaluate how nutrients influence human genome. Considering the potential noxious outcomes of iron treatment in nutrient deprived individuals (i.e. with low antioxidant defenses or shortage of B vitamins), and the increase of dietary iron content, there is an urgency for the definition of the best supplementation strategy to prevent genomic stability. In vitro studies to define the adequate iron concentration can be useful for the definition of the optimal levels of iron to maximize genomic stability that could also be applied in improving cell culture protocols, for example to ex vivo culture of bone marrow previous to grafting after radiotherapy. In vivo studies also shed light upon a new mechanism for iron-dependent DNA repair regulation.

Há cerca de 20 anos a vanilina vem sendo descrita como uma substância moduladora capaz de inibir eventos relacionados à indução e promoção do processo carcinogênico. Este comportamento associado ao seu consumo elevado despertou o nosso interesse científico - resultando na publicação do primeiro trabalho associando a VA a acréscimos expressivos em eventos recombinacionais mitóticos, acompanhados de decréscimos na freqüência de mutações pontuais e cromossômicas. Entretanto, quando a antimutagênese e a co-recombinogênese foram avaliadas simultaneamente, a ação final da VA refletiu-se não como proteção, mas sim como um efeito potencializador expresso como um aumento de cerca de 200 vezes na genotoxicidade total da MMC. Na procura de respostas adicionais concernentes à ação da VA como moduladora de diferentes espectros de lesões no DNA utilizamos o Teste para Detecção de Mutação e Recombinação Somática em Drosophila melanogaster (SMART) com o intuito de avaliar o comportamento deste flavorizante em relação à genotoxicidade dos agentes químicos: N-methyl-N-nitrosourea (MNU), N-ethyl-N-nitrosourea (ENU), ethylmethanesulphonate (EMS) e bleomicina (BLEO), em dois protocolos de administração do modulador – pós e co-tratamento. Pós-tratamento Os dados obtidos através do sistema de pós-tratamento evidenciaram que a VA não altera a mutagenicidade e a recombinogenicidade do ENU e MNU - o que sugere a não interferência deste flavorizante sobre os mecanismos envolvidos na correção das lesões induzidas por estes alquilantes. Ao contrário, a toxicidade genética do EMS foi significativamente aumentada em valores compreendidos entre 7,79 a 29,79%, representando a expressão final de dois efeitos antagônicos: (i) sinergismo em recombinação mitótica e (ii) proteção em relação à mutagênese. Tais achados sugerem que diferenças entre o espectro dos danos induzidos por estes agentes alquilantes, podem afetar os caminhos de reparação a serem priorizados. Como conseqüência, o efeito potencializador da VA sobre recombinação homóloga (HR) está restrito ao EMS – o único dos agentes alquilantes monofuncionais estudados cujas lesões são processadas, em Drosophila melanogaster, por ambos mecanismos de reparo: excisão de nucleotídeos e pós-replicativo. A VA também causou drásticos incrementos na genotoxicidade da BLEO - 120 a 178% - que estão limitados a aumentos em recombinação, uma vez que não foram observadas alterações na sua potência mutacional. Como a genotoxicidade da BLEO resulta basicamente da indução de quebras duplas corrigidas por mecanismos de reparação dependentes de recombinação - que podem ocorrer tanto entre cromossomos homólogos (HR) como não-homólogos (end joining -NHEJ) – e como o teste SMART privilegia a detecção de recombinação homóloga, os nossos dados indicam que a ação potencializadora de VA em relação a BLEO deve-se especificamente a incrementos em reparo dependente de HR. Ainda relevante é o fato de que estes acréscimos não estão associados a decréscimos em mutação, como anteriormente observado para a MMC.Todos estes dados indicam que a modulação da VA está restrita ao seu efeito sinérgico sobre recombinação somática – promovendo especificamente a recombinação homóloga em células proliferativas de Drosophila. Co-tratamento Através deste procedimento ficou claro que a VA diminui significativamente a toxicidade genética total dos alquilantes MNU e ENU e do agente intercalante bleomicina. Os decréscimos observados tanto para o MNU quanto para o ENU são basicamente atribuídos ao seu papel promotor sobre o processo de detoxificação - que leva a diminuição no número de metilações e etilações induzidas respectivamente pelo MNU e pelo ENU. Adicionalmente, a caracterização da VA como um potente captador de radicais livres, especialmente em função do seu efeito sobre os danos oxidativos induzidos pela BLEO – explica a sua ação desmutagênica em relação a este agente intercalante. Todos estes dados referentes ao efeito modulador da VA não permitem a quantificação da relação risco-benefício do seu consumo, especialmente pela dificuldade prática de se medir o quanto a sua presença concomitante com as genotoxinas – representado por efeito benéfico, via interferência no potencial genotóxico – ou a sua ação após a indução dos danos genéticos, através da promoção de reparo recombinacional e conseqüente aumento em HR, contribuem para a expressão final do seu efeito modulador. Entretanto, o papel fundamental da recombinação homóloga na gênese de inúmeras doenças genéticas, incluindo o câncer, e a preponderante ação recombinogênica da VA são um sinal de alerta.

Os barreiros são áreas de depressões, com pouca cobertura vegetal e solos úmidos, visitadas por muitos animais. O consumo de solo (geofagia) nestes locais é reconhecido para várias espécies de vertebrados em diversas regiões do mundo, sugerindo que os barreiros sejam importantes componentes do hábitat desses organismos. Na Amazônia e no Pantanal, estes lugares são muito procurados por populações humanas tradicionais para a caça. Assim, o conhecimento sobre o uso destas áreas pela fauna é importante para o delineamento de estratégias conservacionistas. A intensidade e horários preferenciais de uso de oito barreiros por vertebrados foram avaliados através de armadilhas fotográficas na Reserva Particular do Patrimônio Natural SESC-Pantanal, nordeste do Pantanal brasileiro. As amostragens foram realizadas durante as estações seca e cheia do ano de 2005. Durante 7375 horas de amostragem, foram registradas 24 espécies de mamíferos, 11 de aves e 2 de répteis utilizando os barreiros de alguma forma. Em 14 destas espécies a geofagia foi documentada, sendo a forma de uso predominante. Este comportamento foi registrado para a cutia (Dasyprocta azarae), o bugio-preto (Alouatta caraya), ungulados (Tayassu pecari, Tapirus terrestris, Pecari tajacu, Sus scrofa, Mazama americana e M. gouazoubira), cracídeos (Penelope ochrogaster, Pipile pipile, Crax fasciolata e Ortalis canicolis) e pombas (Leptotila sp. e Claravis pretiosa). Carnívoros, como a onça-parda (Puma concolor) e a jaguatirica (Leopardus pardalis), visitam estas áreas provavelmente devido à grande concentração de presas. O queixada (T. pecari) e a anta (T. terrestris) foram as espécies que mais utilizaram os barreiros. Os horários preferenciais de uso, em geral, são semelhantes aos padrões de atividade conhecidos para as espécies. A composição de espécies e intensidade de uso foram diferentes entre os barreiros avaliados e entre as estações. Barreiros pequenos apresentaram menor riqueza de espécies e índice de uso mais baixo, parâmetros que foram mais altos na seca em comparação à estação cheia. Diversos fatores, relativos aos barreiros e/ou aos organismos envolvidos, podem estar associados a estas variações. Fatores como tamanho dos barreiros, composição química e estrutural do solo, composição e arranjo da paisagem de entorno, relações dos organismos com esta paisagem e relações intra e interespecíficas podem estar atuando isoladamente ou em sinergismo. Uma das espécies mais freqüentes nos barreiros foi a anta (T. terrestris), um ungulado capaz de responder à heterogeneidade de paisagens em um amplo espectro de escalas. Análises foram realizadas com o objetivo de avaliar se os barreiros, unidades de hábitat em uma escala refinada, são importantes elementos na paisagem para a predição da distribuição local dessa espécie na área da RPPN SESC-Pantanal. Correlações entre a intensidade de uso de oito barreiros por T. terrestris e a composição da paisagem de entorno em diferentes escalas foram realizadas. As probabilidades de ocorrência de antas, obtidas através de um modelo de distribuição potencial a partir da composição da paisagem em áreas de diferentes tamanhos centradas nos barreiros, também foram correlacionadas com a intensidade de uso dos barreiros pela espécie. Áreas com composição da paisagem similar apresentaram diferentes intensidades de uso dos barreiros e locais com reduzida probabilidade de ocorrência de antas apresentaram elevada intensidade de uso, indicando que os barreiros são unidades discretas da paisagem relevantes para a geração de modelos de ocorrência potencial de T. terrestris na região. Considerando estes resultados, os barreiros no nordeste do Pantanal podem ser reconhecidos como importantes unidades de hábitat para diversas espécies de vertebrados. Estratégias conservacionistas locais e regionais, como o zoneamento da RPPN SESC-Pantanal e projetos de manejo e sustentabilidade de caça em reservas extrativistas, devem considerar estas informações para uma maior efetividade.

As naftoquinonas são amplamente distribuídas na natureza e várias destas moléculas tem um papel importante na produção de energia, através da fotossíntese e respiração celular. No entanto, a atividade biológica de naftoquinonas com grupamentos amino é pouco investigada em células procarióticas e eucarióticas. No presente trabalho nós estudamos a atividade biológica da 5-amino-8-hidroxi-1,4- naftoquinona (ANQ) em comparação com a 1,4-naftoquinona (NQ) na bactéria Staphylococcus aureus. ANQ e NQ inibem o crescimento do S. aureus nas concentrações de 50 e 10 μg/mL, respectivamente. O efeito antimicrobiano das naftoquinonas diminui na presença de ascorbato de sódio, por outro lado o ácido 4,5-dihidroxi-1,3-benzeno-sulfônico (Tiron), um antioxidante especifico para o ânion superóxido foi capaz de proteger o S. aureus somente dos efeitos da ANQ. A ANQ e NQ bloqueiam o consumo de oxigênio e com a cadeia respiratória bloqueada com cianeto induzem o consumo de oxigênio. Os ensaios realizados com a presença das naftoquinonas se verificou que estes compostos induzem peroxidação de lipídios, sendo demonstrado pela formação de substancias reativas ao ácido tiobabitúrico. Estes resultados mostram que estes compostos atuam como aceptores de elétrons e induzem a formação de espécies reativas de oxigênio, que são tóxicas para o S. aureus. Com a proposta de elucidar a atividade mutagênica da ANQ e da 5-amino—2,8-dihidroxi- 1,4-naftoquinona (ANQ-OH) em comparação com a NQ, nós utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma. A genotoxicidade e o potencial recombinogênico foram analisados nas linhagens haplóide e diplóide da levedura Saccharomyces cerevisiae. No ensaio Salmonella/microssoma a NQ não foi mutagênica, enquanto as aminonaftoquinonas apresentaram uma fraca mutagênese nas linhagens TA98 e TA102. Na linhagem haplóide, somente NQ induziu mutagênese. Na diplóide, as naftoquinonas não induziram eventos recombinacionais. Os resultados sugerem que as aminonaftoquinonas são fracos agentes mutagênicos em células procarióticas. Além disto, a genotoxicidade destes compostos foi determinada utilizando o ensaio Cometa (single cell gel – SCG) e o ensaio Cometa modificado com as enzimas formamidopirimidina DNA-glicosilase (FPG) e endonuclease III (ENDOIII) em células de fibroblasto de pulmão de hamster Chinês (células V79). Em nosso estudo foi demonstrado que ANQ e NQ induzem danos oxidativos no DNA das células V79, como apresentado no ensaio na presença de enzimas. O pós-tratamento com ENDOIII e FPG não reconhecem danos promovidos pela ANQ-OH, quando comparado com o ensaio cometa padrão. Além disso, todas as naftoquinonas apresentaram genotoxicidade nas células V79 em presença de ativação metabólica. Nas células de mamíferos, NQ e ANQ são agentes genotóxicos, enquanto ANQ-OH é genotóxico somente com metabolização. O conjunto destes resultados reforça que ANQ e NQ produzem o radical superóxido e demonstra que o grupamento amino na posição 5 não elimina a capacidade da ANQ em produzir espécies reativas de oxigênio. Por fim, nós podemos afirmar que a citotoxicidade e genotoxicidade destes compostos é pela produção de danos oxidativos em todos os sistemas celulares. / Naphthoquinones are widely distributed in nature and some of these molecules have an important role in the biochemistry of microbial energy production, by means of photosynthesis and respiratory chain. However, the biological activity of naphthoquinones amino derivates on prokaryotic and eukaryotic cells is poorly investigated. In the present work we have studied the biological activity of 5-amino-8-hydroxi-1,4- naphthoquinone (ANQ) on Staphylococcus aureus in comparison with unsubstituted 1,4- naphthoquinone (NQ). Complete inhibition of microbial growth was observed with ANQ and NQ at 50 and 10 μg/mL, respectively. The antibacterial effect of naphthoquinones decrease in presence of sodium ascorbate, but the superoxide scavenger 4,5-dihydroxi-1,3- benzene-disulfonic acid (Tiron) was able to protect S. aureus only from the harmful effect of ANQ. Naphthoquinones blocked oxygen uptake and induced-cyanide insensitive oxygen consumption. Assays in presence of naphthoquinones induced an increase of lipid peroxidation in S. aureus, as determined by thiobarbituric acid reactive substances. These results showed that 1,4-naphthoquinones effectively act as electron acceptor and induced an increase in reactive oxygen species that are toxic to S. aureus cells. In order to elucidate the mutagenic activity of ANQ and 5-amino-2,8-dihydroxy-1,4- naphthoquinone (ANQ-OH) in comparison with the unsubstituted 1,4-naphthoquinone (NQ) we have employed the Salmonella microssoma/assay. The genotoxic and recombinogenic potencial effects were analysed in haploid and diploid yeast Saccharomyces cerevisiae strains. In Salmonella microssoma/assay the NQ was not mutagenic while the aminonaphthoquinones were weakly mutagenic in TA98 and TA102 stains. In haploid yeast, only NQ showed a mutagenic response. In diploid yeast, the naphthoquinones did not induce any recombinogenic events. All these results suggest that aminonaphthoquinones are weak mutagenic agents only in prokaryotic cells. Moreover, the genotoxicity of these compounds was determined using standard Comet assay (single-cell gel – SCG) and modified Comet assay with bacterial enzymes formamidopyrimidine DNAglycosylase (FPG) and endonuclease III (ENDOIII) in V79 Chinese hamster lung fibroblast cells. Our study demonstrated that ANQ and NQ induced oxidative DNA damage in V79 cells as shown in comet assay with the lesion-specific enzymes. Post-treatment with ENDOIII and FPG proteins had not significant effect on ANQ-OH-induced oxidative DNA damage when compared to standard alkaline comet assay. Besides, all naphthoquinones showed genotoxic effect on V79 cells in presence of metabolic activation. In mammalian cells, NQ and ANQ are genotoxic agents and ANQ-OH is genotoxic only in presence of metabolic activation. Taken together these results reinforce that ANQ and NQ produce superoxide radicals and reveal that amino group in position 5 does not abolish the ability of ANQ in producing reactive oxygen species. Finally, we were able to affirm that cytotoxicity and genotoxicity of these compounds is promoted by oxidative damage despite the cell system.

A deficiência de ferro, quando severa denominada de anemia, é a deficiência nutricional mais comum globalmente, em especial nos países em desenvolvimento. A deficiência de ferro há muito tempo tem sido relacionada à diminuição da atividade do sistema imunológico e da capacidade de trabalho. Mais recentemente, o excesso de ferro tem sido associado ao aumento do risco de doenças crônico-degenerativas e de câncer. Existem evidências inconclusivas de que a carência de ferro poderia elevar o nível de danos no DNA. Mais ainda, com base nesse conceito pode-se pensar na hipótese de que a carência de ferro eleve a suscetibilidade ao câncer, especialmente nos tecidos que sofrem efeitos mais severos da carência de ferro. Portanto, os primeiros objetivos deste trabalho foram: (a) avaliar experimentalmente quais as repercussões da deficiência de ferro na estabilidade genômica em crianças e adolescentes; e (b) revisar a literatura acerca da associação entre a deficiência de ferro e o risco de câncer no trato gastrintestinal. Outro aspecto que não pode ser negligenciado é o fato de que o ferro é extremamente pró-oxidante nos sistemas biológicos, como no caso da anemia falciforme, e que a toxicidade de sua sobrecarga endógena precisa ser avaliada. Com efeito, o segundo objetivo deste trabalho foi avaliar tais efeitos em humanos com anemia falciforme (sobrecarga endógena) e em camundongos suplementados com ferro (sobrecarga exógena). A resposta ao problema global de carência de ferro está centrada no tratamento com doses profiláticas de ferro e a um incremento contínuo da oferta de ferro na dieta (p.ex. programas de suplementação nas farinhas e suplementos nutricionais), o que tem impacto ainda desconhecido sobre a estabilidade genômica. Daí emerge o terceiro objetivo desse estudo: avaliar se a vitamina C, o suco de laranja ou uma dieta rica em antioxidantes poderia diminuir a toxicidade ao DNA gerada pela suplementação com ferro em camundongos. Soma-se a esse objetivo, avaliar se o composto quelante de ferro desferoxamida ou a vitamina C (vitamina chave na biodisponibilização do ferro não heme) administrados na fase adulta podem melhorar os efeitos de perda de memória e dano no DNA induzidos por um tratamento com ferro no período perinatal em ratos, uma vez que o mal de Parkinson e Alzheimer têm progressão lenta e emergência tardia e estão associados ao acúmulo de ferro no cérebro. O quarto objetivo do trabalho foi definir a concentração ideal de ferro para células em cultura, em paralelo a avaliação de marcadores nucleares e mitocondriais de estabilidade genômica e da análise da expressão de genes ferro-dependentes envolvidos no reparo de DNA. Em resumo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito para a instabilidade genômica da deficiência e do excesso de ferro em modelos murinos e grupos populacionais humanos (crianças com alta vulnerabilidade: deficiência; pacientes de anemia falciforme: excesso), testar estratégias para reduzir a toxicidade do ferro para a memória e para o DNA (pela administração de alimentos, vitaminas e medicamentos), e, finalmente, determinar qual a dose ideal de ferro para manter a estabilidade genômica de células em cultura. Para tal, as metodologias principais empregadas foram: ensaios cometa neutro e alcalino, para avaliação de danos primários ao DNA; teste de micronúcleos em medula óssea de camundongos e em células em cultura citocinese-bloqueadas para determinação de clastogenênese/aneugênese; Particle Induced X-ray Emission (PIXE) para avaliação do nível de ferro nos tecidos; polimerase chain-reaction quantitativo em tempo real (QRTPCR) para avaliação do comprimento de telômeros e do número de cópias do genoma mitocondrial e nível de expressão de genes de reparo de DNA. Adicionalmente, testes de memória foram utilizados em ratos e avaliações do consumo de nutrientes foram empregados nas crianças e adolescentes com carência de ferro. Os resultados da pesquisa apontam um aumento de danos no DNA, tanto em situações de excesso como de deficiência de ferro. Para o caso da deficiência de ferro, observou-se em crianças e adolescentes avaliados um padrão geral de má-alimentação, marcado pela carência de várias vitaminas, especialmente ácido fólico e niacina e incidência de verminoses. A revisão bibliográfica apontou evidências preliminares do aumento do risco de câncer no trato intestinal em função de baixa ingestão de ferro, bem como uma quantidade de ferro ideal para minimizar este risco (20 mg/dia Fe, valor maior do que as recomendações nutricionais atuais para humanos). Os mecanismos associados a esse aumento de risco incluem desequilíbrio nas respostas imunes contra células malignas, no metabolismo de compostos tóxicos, bem como na regulação redox e na biossíntese e reparo do DNA. Quanto às estratégias para reduzir a toxicidade do ferro, os resultados indicam que a vitamina C, comumente associada à suplementação com ferro, pode aumentar a toxicidade de ferro e é inefetiva para reduzir o déficit de memória induzido desse metal. O suco de laranja, uma alternativa saudável à vitamina C no aumento da biodisponibilidade do ferro não heme, parece ser mais adequada para reduzir a toxicidade do composto, da mesma forma que a dieta rica em antioxidantes testada. O quelante de ferro mais empregado globalmente (desferoxamida) foi efetivo em reverter o déficit de memória e os danos induzidos pelo ferro. Quanto à definição da dose ótima de ferro para o cultivo celular, evidenciou-se que a suplementação com ferro a longo-prazo, tanto na forma de sulfato ou como ferro ligado à transferrina pode contribuir no aumento da estabilidade genômica. Esses dados provêm de por metodologias de vanguarda, como comprimento de telômeros e estabilidade mitocondrial acessados por QTRTPCR, e indicam que a concentração ideal de ferro se situa numa faixa bastante estreita (6-20 μM Fe no meio de cultura). A análise da expressão de genes de reparo, executada em paralelo aos experimentos de suplementação com ferro nas células, revelou um novo mecanismo de controle pós-trascricional de genes dos genes WRN e MUTYH, que codificam, respectivamente, para uma DNA helicase e uma DNA glicosilase, ambas contendo ferro. Os resultados ora apresentados visam fornecer subsídios para manter a estabilidade genômica, reduzir o risco de câncer e maximizar a saúde dos indivíduos estudados, sendo aplicáveis globalmente pela da universalidade do cenário de desequilíbrio nutricional de ferro. Os avanços da pesquisa contribuem à incorporação do conceito de estabilidade genômica às recomendações nutricionais, que tradicionalmente sugerem níveis mínimos de nutrientes para diminuir a incidência de doenças associadas à deficiência e não visam deficiências nutricionais sutis e crônicas. Os resultados também contribuem a nutrigenômica: área incipiente de interface entre a genética e a nutrição, que aborda a interação entre os genes e os alimentos e, de uma forma particular, em estudar como os nutrientes afetam o genoma humano. Considerando a possibilidade de efeitos adversos do tratamento de ferro em indivíduos debilitados do ponto de vista bioquímico (p.ex. falta de antioxidantes) e as sugestões de associação entre o aumento da ingestão de ferro e acréscimo na incidência de câncer nos países de primeiro mundo, faz-se necessária uma definição parcimoniosa da melhor estratégia de suplementação/tratamento com ferro, no intuito de evitar instabilidade genômica em indivíduos com alimentação depauperada em nutrientes fundamentais à estabilidade genômica. Os resultados dos estudos in vitro desenvolvidos neste trabalho auxiliam no desenvolvimento de meios de cultura fisiológicos, lançam luzes sobre o problema da definição dos níveis ótimos de ferro para maximização da estabilidade genômica (p.ex. para células-tronco e protocolos de transplante) e evidenciam um novo mecanismo de controle do ferro sobre a expressão de genes de reparo de DNA. / Iron deficiency, named anemia when severe, is the far most common micronutrient deficiency worldwide, particularly among citizens of developing countries. Iron deficiency has been linked for a long time to immune system impairment and reduction in work capacity. Iron excess has been also associated, lately, with increased risk of chronic degenerative diseases and cancer. There are inconclusive evidences iron deficiency could increase the DNA damage level. Based in this concept, one could hypothesize iron deficiency increases cancer susceptibility, especially in tissues that suffer higher effect of iron deprivation. Therefore, the first aims of this research were: (a) to evaluate experimentally the repercussions of iron deficiency over genome stability and cancer risk in gastrointestinal tract; and (b) to review the literature towards the potential association between iron deficiency and gastrointestinal cancer risk increase. Another aspect that deserves attention is the fact of iron been extremely pro-oxidant in biological systems, as in sickle cell disease. Indeed, the second aim of this research was to evaluate such effects in humans with sickle cell disease (endogenous overload) and in mice supplemented with iron (exogenous overload). The answer to the global issue of iron deficiency is centered in treatment with prophylactic or curative iron doses and there is a general increase in dietary iron levels (e.g. flour supplementation programs and nutritional supplements) which has and not fully elucidated impact over genomic stability. Form this issue, emerges the third aim of this research: to evaluate if vitamin C, orange juice or a diet rich in antioxidants could reduce iron genotoxicity associated to iron supplementation. Summed to this objective, is the evaluation if the iron chelator desferoxamide and vitamin C (vitamin has a key role in iron bioavailability) administered in adulthood could ameliorate the memory impairment and DNA damage increase induced by iron treatment during neonatal period; particularly given the fact Parkinson and Alzheimer diseases have slow progression and are associated to selective accumulation of iron in brain. The fourth objective of the research was to define the ideal concentration of iron to cell cultures, in parallel to the evaluation of nuclear and mitochondrial markers of genomic stability as well as of the analyses of expression of iron-dependent genes involved in DNA synthesis and repair. All objectives can be summarized, as to evaluate the effect over genomic stability of iron deficiency and overload in murine models and human populations (children and adolescents with low socioeconomic background: deficiency and sickle cell disease: overload), to test strategies to reduced iron toxicity to memory and DNA (through the administration of foods, vitamins and medicines, and, finally, to determine the ideal dose for genome maintenance in cell cultures. The main methods used were: neutral and alkaline comet assay, to evaluate primary DNA damages; micronucleus test in mice bone marrow and cytokinesis-block cell cultures, to determine clastogenenicity/aneugenicity; Particle Induces X-ray Emission (PIXE), to determine iron level in tissues; and quantitative polymerase chain-reaction (QRTPCR) to evaluate telomere length, mtDNA copy numbers and mRNA level of DNA repair genes. Additionally, memory tests and nutrient consumption evaluations were used. Results suggested an increase in DNA damage either for iron deficiency or overload. Regarding iron deficiency, children and adolescents with low socioeconomic status evaluated had a poor nutritional profile, marked by nutritional deficiency, particularly of folic acid and a high prevalence of parasitosis. In the review article regarding the association between iron deficiency and cancer risk increase, the review of a few experimental studies in murine animals and some epidemiological studies in humans indicated preliminary evidences towards an association between iron deficiency and increased cancer risk. Moreover, the mechanism by which iron deficiency could induce early onset and progression of tumors in gastrointestinal tract was discussed, including: impairment of iron-dependent metabolic functions (e.g. depressed immune defenses against malignant cells, reduced metabolization of toxic compounds, and unbalance in antioxidant defenses and DNA biosynthesis and repair). Regarding the strategies to reduce iron supplementation-associated toxicity, results suggest vitamin C was ineffective to reduce iron genotoxicity, could increase iron toxicity and was not able to repair ironinduced memory impairment. On the other hand, orange juice, a healthy alternative to vitamin C, could reduce iron toxicity, similarly to the also tested diet rich in antioxidants. Desferoxamide, the most used iron chelator worldwide, was effective to reverse iron induced memory deficit and DNA damages induced by iron; however, its clinical usage is difficult. Regarding the definition of the optimal dose for genomic stability for cells in culture, we observed an increase in cell proliferation and genomic stability (comet assay, telomere length and micronucleus) either for iron sulfate or holotransferrin, however in a very narrow range. The analyses of expression of iron-related genes showed a new posttranscriptional regulation mechanism for iron-containing DNA helicase WRN and DNA glycosylase MUTYH. The results herein presented aim to provide subsides to maintain genomic stability, reduce cancer risk and to maximize the health, being widely applicable in face to the universality of iron deficiency. The research advances can contribute to the incorporation of the concept of genomic stability to nutritional recommendations; which traditionally are based in minimal levels of nutrients to diminish the incidence of diseases (e.g. anemia for iron) and are not focused in subtle nutrient deficiencies that can have chronic effects. Results also contribute to nutrigenomics: incipient area of interface between nutrition and genetics, which aims to evaluate how nutrients influence human genome. Considering the potential noxious outcomes of iron treatment in nutrient deprived individuals (i.e. with low antioxidant defenses or shortage of B vitamins), and the increase of dietary iron content, there is an urgency for the definition of the best supplementation strategy to prevent genomic stability. In vitro studies to define the adequate iron concentration can be useful for the definition of the optimal levels of iron to maximize genomic stability that could also be applied in improving cell culture protocols, for example to ex vivo culture of bone marrow previous to grafting after radiotherapy. In vivo studies also shed light upon a new mechanism for iron-dependent DNA repair regulation.

Nas últimas décadas a necessidade do desenvolvimento de novos fármacos, que sejam efetivos contra algumas patologias ainda sem tratamento adequado, e que possam substituir os existentes, porém a custos menores e dotados de menores efeitos adversos, tem impulsionado a comunidade científica a novas e incessantes pesquisas nesta área. Nesta direção compostos químicos derivados de guanilhidrazonas têm demonstrado promissores efeitos biológicos que possuem interesse farmacológico, uma vez que esse grupo apresenta representantes com atividade tripanocida e antifúngica contra Candida albicans. Na avaliação das atividades antifúngicas e anti-tripanossomas do cloridrato de (E)-2-[( 2,3 dimetoxifenil) metileno] hidrazinocarboxi-midamida (2,3-DMeB) e do cloridrato de (E)-2-[( 3,4-dimetoxifenil) metileno] hidrazinocarboximidamida (3,4-DMeB) os resultados mostram que o derivado de guanilhidrazona 2,3-DMeB têm uma atividade mais pronunciada. Os principais objetivos do presente estudo foram avaliar a citotoxicidade, mutagenicidade e genotoxicidade dos dois derivados de guanilhidrazonas, (2,3-DMeB) e (3,4-DMeB) em diferentes modelos biológicos. Os derivados 2,3-DMeB e 3,4-DMeB apresentaram um moderado efeito citotóxico em Salmonella typhimurium e na levedura Saccharomyces cerevisiae. Ambos derivados induziram efeitos mutagênicos, em S. cerevisiae, na fase exponencial de crescimento. Com a proposta de elucidar a atividade genotóxica desses derivados, utilizouse ensaio cometa (single cell gel eletroforesis - SCGE) nas condições alcalina e neutra, e o ensaio cometa modificado com as enzimas formamidopirimidina DNA glicosilase (FPG) e endonuclease III (ENDOIII) em células de fibroblasto de pulmão de hamster chinês (células V79). Ambos os derivados de guanilhidrazona induziram danos ao DNA somente em altas concentrações. O póstratamento com ENDOIII e FPG induziu um aumento significativo de danos oxidativos no DNA das células tratadas tanto com 2,3-DMeB quanto com 3,4-DMeB. Ambos compostos também induziram um aumento significativo na freqüência micronúcleos em células V79 somente nas concentrações mais altas. Este conjunto de resultados das atividades biológicas de 2,3-DMeB e 3,4-DMeB podem estar relacionadas ao seu potencial oxidativo, ou ainda devido a uma possível interação com o DNA. / In the last decades, the need for development of effective new drugs against some pathologies for which there is no proper treatment and which can subsitute the existing ones at lower cost and presenting less side effects have provokes the scientific community to new and steady research. Chemical compounds derived from guanylhydrozones have showed promising biological effects which present farmacological interest once that group presents representatives with trypanicid and antifungal activity against Candida albicans. In the evaluation of the antifungal and antitrypanosomiasis activities of hydrochloride (E)-2-[( 2,3 dimethoxyphenyl) methylene] hidrazinocarboximidamida (2,3-DMeB) and hydrochloride (E)-2-[( 3,4dimethoxyphenyl) methylene] hidrazinocarboximidamida (3,4-DMeB) the findings show that the guanylhydrazones derivates 2,3-DMeB have a stronger activity. The main purpose of this study was to evaluate the cytotoxicity, mutagenicity and genotoxicity of the two guanylhydrazones derivates in different biological models. The 2,3-DMeB and 3,4-DMeB guanylhydrazones induces weak cytotoxic effects in bacteria and yeast. In despite of the absence of mutagenic effects in Salmonella thyphimurium, in Saccharomyces cerevisiae, 2,3-DMeB and 3,4-DMeB was able to induced mutagenic effects, in exponentially growing cells. Genotoxicity of these compounds was also determined in V79 cells using alkaline and neutral comet assay, as well as modified comet assay with the bacterial enzymes formamidopyrimidine DNAglycosylase (FPG) and endonuclease III (ENDOIII). Both guanylhydrazone derivates induced DNA damage. Posttreatment of V79 cells with ENDOIII and FPG proteins induces a significant effect 2,3-DMeB and 3,4-DMeB-induced oxidative DNA damage. In addition they induced a significant increase in the frequency of micronucleated cells at higher doses. We have also evaluated the antifungal and antitrypanosome activities of these guanylhydrazones derivates, and the results point to the more pronounced activities of 2,3-DMeB. At least in part, biological activities of 2,3-DMeB and 3,4-DMeB can be related to its oxidative potential, or even due to a possible DNA interaction action.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-03-13T12:43:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Kleison da Costa Merlo.pdf: 1382399 bytes, checksum: 25cc1b6d456195ae76c39551e4ff2dc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T12:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Kleison da Costa Merlo.pdf: 1382399 bytes, checksum: 25cc1b6d456195ae76c39551e4ff2dc2 (MD5) Previous issue date: 2012 / O formocresol, principal droga utilizada em pulpotomias, tem um longo e bem sucedido histórico de uso clínico. Contudo, sua segurança tem sido questionada devido a possíveis efeitos genotóxicos, mutagênicos e carcinogênicos, relacionados à presença do formaldeído em sua composição. Resultados de estudos sobre a genotoxicidade do formocresol são bastante inconsistentes, logo, uma avaliação mais aprofundada sobre seu potencial genotóxico se faz relevante, uma vez que é uma droga mundialmente utilizada. Nesse trabalho foram investigados os potenciais efeitos genotóxicos do formocresol através de ensaios citogenéticos in vitro e in vivo (teste de metáfase). Nos ensaios in vitro, as preparações cromossômicas foram obtidas de cultura de linfócitos, onde após 24 horas de incubação, 50 μl das diluições do formocresol (1:50, 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000) foram adicionados, sendo as preparações citológicas realizadas após 48 e 72 horas. Para o controle negativo foram realizadas culturas sem adição de qualquer droga. Nos ensaios in vivo, camundongos Swiss webster foram inoculados com as mesmas diluições na proporção de 0,1 ml/10 g, sendo utilizado como controle positivo a ciclofosfamida (25 mg/kg) e como negativo a glicerina/água (1:1). Para análise estatística foi aplicado o teste do qui-quadrado ao nível de 5%. Em culturas de 48 e 72 horas, comparando-se as dosagens de 1:50 e 1:100 com o controle negativo foi constatado haver diferença significativa, o que não observou-se para as outras diluições. Ao comparar-se a diluição de 1:50 em machos e a diluição de 1:200 em fêmeas com o controle negativo houve diferença significativa, o que não foi observado para as outras diluições. Sob as condições experimentais empregadas nesse estudo, o formocresol revelou-se genotóxico nas diluições mais concentradas, contrariando alguns trabalhos que apontam para sua não genotoxicidade. Entretanto, a dose final de formaldeído presente nessas diluições parece ser superior àquela geralmente empregada em pulpotomias. Isso demonstra que o uso displicente do formocresol parece ser o principal responsável pelos efeitos genotóxicos relatados na literatura.

A genotoxicidade do SnCl2 foi avaliada nos ensaios Salmonella/Microssoma, WP2 Mutoxiteste e com a utilização de linhagens haplóides e diplóides de S. cerevisiae. O presente estudo pôde demonstrar, claramente, que o SnCl2 apresenta um potencial tóxico e uma significativa atividade mutagênica em diferentes ensaios de reversão. O mutante rad52D, deficiente no mecanismo de reparação recombinacional, incapaz de reparar quebras simples e duplas no DNA, foi o mais sensível. As células tratadas com Sn2+ formaram agregados que levaram a uma superestimativa da toxicidade, quando não corretamente desfeitos. Ensaios de inativação corretos, nas doses de 25 mM e 75 mM de SnCl2, foram obtidos através da desagregação das células com EDTA ou tampão fosfato. O Sn2+ induziu reversão na levedura, nos lócus his1-798 (células diplóides), his1-208 e lys-1-1 (células haplóides), bem como mutação no quadro de leitura em células haplóides no lócus hom3-10. Em células diplóides, o SnCl2 induziu recombinação mitótica intragênica, enquanto que a recombinação intergênica não foi significativamente pronunciada. A mutagenicidade do Sn2+ foi demonstrada pelos ensaios de reversão de auxotrofias, mas não pôde ser evidenciada nos ensaios de mutação para a frente. A morte seletiva dos mutantes espontâneos para a canavanina, quando as células são tratadas com SnCl2, sugeriu uma indução de disfunções da membrana das células As células da levedura em fase de crescimento exponencial apresentaram, com apenas 0,1% da concentração de SnCl2, o mesmo perfil de sobrevivência quando comparado com as células em fase de crescimento respiratório, sugerindo um maior envolvimento de parâmetros fisiológicos na resistência ao estresse oxidativo gerado pelo SnCl2 após as células atingirem a fase pós diáuxica. As superoxido dismutases, mas não a catalase, protegeram contra as espécies reativas de oxigênio que o estanho produziu. O mutante sod1D apresentou uma sensibilidade três vezes maior do que a linhagem selvagem, enquanto que o mutante sod2D demonstrou uma sensibilidade pequena ao SnCl2. O duplo mutante sod1Dsod2D mostrou um aumento acentuado na sensibilidade quando comparado com a linhagem selvagem. No teste de Salmonella/Microssoma, o SnCl2 não induziu mutação no quadro de leitura (TA97 e TA98) e nem substituição de pares de bases (TA100), ao passo que uma resposta positiva foi observada com a linhagem TA102 que detecta mutagênicos oxidativos. O SnCl2 também induziu mutação na linhagem IC203 (uvrA oxyR), e não na linhagem IC188 (uvrA). Esses resultados indicaram que o SnCl2 é um agente mutagênico moderado. Provavelmente, o dano ao DNA é causado por espécies reativas de oxigênio e é reparado por um processo recombinacional e por um processo sujeito a erros.