MARÍLIA,B.C. Análise de expressão dos genes de reparo da lesão de fita simples do DNA de trabalhadores rurais expostos à agrotóxicos. 2017.118 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Médicas) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Ivone Sousa (ppgcm.ufc@gmail.com) on 2017-08-22T14:28:14Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_mbc.pdf: 2549794 bytes, checksum: 28bfda64f0b63d5f3aff76ae45562b1f (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-08-22T15:28:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_mbc.pdf: 2549794 bytes, checksum: 28bfda64f0b63d5f3aff76ae45562b1f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T15:28:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_mbc.pdf: 2549794 bytes, checksum: 28bfda64f0b63d5f3aff76ae45562b1f (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / Population growth and the arising of the modern chemical industry have culminated in significant changes in agricultural productivity. The need of a increasingly food production has been linked to the use of chemicals to control and improve the development of agricultural products. In Ceará, specifically in region of Baixo Jaguaribe, the arrival of business agriculture has caused a re-ordering of agribusiness. Exposure to pesticides is often considered a major factor underlying increased risk of bone marrow disorders, including leukemia, myelodysplastic syndrome (MDS) and multiple myeloma in agricultural populations. Cumulative genetic damages are important events for the development of carcinogenesis and lack of efficacy in the DNA repair system is considered a major contributing factor.We evaluated the gene expression of targets related to DNA repair mechanisms, namely genes from the classes single strand break (SSB: CSA, CSB, XPA, XPC and XPG), using quantitative real time PCR from bone marrow samples of ninety farmers. Further, we also investigated karyotype of bone marrow cells by G-Band to confirm cytogenetic alterations. The participants were recruited from Limoeiro do Norte, a municipality in the northeastern of Brazil recognized by its intense agriculture activity, and divided into three groups according to their work segments: agriculture industry (AI), family farmers (FF) and organic farming (OF). There were significant differences across the three groups. AI individuals presented significantly lower transcript levels of XPG (p=0.004) and CSA (p=0.000) compared to the OF group. Similarly, FF presented significantly lower XPG (p=0.012) mRNA expression levels than OF. Among the farmers exposed to agrochemicals, we detected that those with more than 12 years of exposure showed an overall decrease in expression of XPC (p=0.001), XPG (p=0.010) and CSB (p=0.05) compared to those who had been exposed to less than 12 years. In addition, we detected significant correlations (p<0.05) between XPC and CSB (r=0.658), XPC and XPG (r=0.641), XPA and CSB (r=0.635), XPA and XPG (r=0.627), XPG and CSA (r=0.536), CSA and CSB (r=0.515), XPA and XPC (r=0.496), XPA and CSA (r=0.327). Whilst these correlations highlights the overall intrinsic relationship between single and double DNA strand breaks genes in bone marrow cells of these individuals, it is certainly notable the fact that the vast majority of the DNA repair genes investigated were downregulated in farmers exposed to pesticides, which vastly increments the risk of developing bone marrow cancers. / O crescimento da população e o surgimento da indústria química moderna culminou em mudanças significativas na produtividade agrícola. A necessidade de uma produção cada vez maior de alimentos tem estado atrelada ao uso de substâncias químicas afim de controlar e melhorar o desenvolvimento dos produtos agrícolas. No Ceará, especificamente na região do Baixo Jaguaribe, foi com a chegada da agricultura empresarial que houve uma reordenação do agronegócio na região. A exposição a pesticidas é muitas vezes considerada um fator importante subjacente ao aumento do risco de distúrbios da medula óssea, incluindo leucemia, síndrome mielodisplásica (MDS) e mieloma múltiplo em populações agrícolas. Os danos genéticos cumulativos são eventos importantes para o desenvolvimento da carcinogênese e a falta de eficácia no sistema de reparo do DNA é considerado um dos principais fatores contribuintes. Avaliamos a expressão gênica de alvos relacionados aos mecanismos de reparo do DNA, nomeadamente os genes de reparo de fita simples do DNA (SSB: CSA, CSB, XPA, XPC e XPG) utilizando PCR quantitativa em tempo real a partir de amostras de medula óssea de noventa agricultores. Além disso, também investigamos Cariótipo das células da medula óssea pela G-Band para confirmar as alterações citogenéticas. Os participantes foram recrutados no Limoeiro do Norte, um município no Nordeste do Brasil reconhecido pela intensa atividade agrícola e dividido em três grupos de acordo com seus segmentos de trabalho: grande produtor (GP), agricultura familiar (AF) e agricultura ecológica (AE). Houve diferenças significativas entre os três grupos. Os indivíduos do grupo GP apresentaram níveis de transcrição significativamente inferiores de XPG (p = 0,004), CSA (p = 0,000), em comparação com o grupo AO. Entre os agricultores expostos aos agroquímicos, descobrimos que aqueles com mais de 12 anos de exposição apresentaram uma diminuição geral da expressão de XPC (p = 0,001), XPG (p = 0,010) e CSB (p = 0,05) em comparação com aqueles que foram expostos a menos de 12 anos. Além disso, detectamos correlações significativas (p <0,05) entre XPC e CSB (r = 0,658), XPC e XPG (r = 0,641), XPA e CSB (r = 0,635), XPA e XPG (r = 0,627), XPG E CSA (r = 0,536), CSA e CSB (r = 0,515), XPA e XPC (r = 0,496), XPA e CSA (r = 0,327). Embora essas correlações mostrem a relação intrínseca global entre os genes de fita simples e fita dupla do DNA nas células da medula óssea desses indivíduos, é certamente notável o fato de que a grande maioria dos genes de reparo de DNA investigados estavam baixo expressos em agricultores expostos à pesticidas, o que muito aumenta o risco de desenvolver câncer de medula

Compostos carcinogênicos estruturalmente diversos ligam-se covalentemente ao DNA formando adutos que, se não reparados, provocam mutações. Inicialmente relacionados apenas a compostos exógenos, atualmente há várias evidências de que compostos gerados endogenamente poderiam modificar o DNA gerando adutos. Dentre os compostos endógenos, os produtos carbonílicos &#945;,&#946;-insaturados destacam-se pois reagem como agentes alquilantes bifuncionais com as bases do DNA, formando adutos exocíclicos. O 2,4-decadienal (DDE) é um aldeído &#945;,&#946;-insaturado que além de estar presente em alimentos e poluentes, é um dos mais importantes produtos da lipoperoxidação. Embora há várias indicações sobre a ação genótoxica do DDE, nenhum aduto deste composto com nucleobases havia sido caracterizado. O presente trabalho mostrou que o DDE é um agente alquilante versátil sendo capaz de gerar cinco adutos diferentes. Este estudo também mostrou que o DDE é capaz de gerar os mesmos adutos que outros dois importantes produtos da lipoperoxidação: o 4-0H-nonenal e o 2-octena1. Todos os adutos foram detectados em DNA tratado in vitro com o DDE. Para possibilitar a detecção dos adutos em sistemas mais complexos, foi desenvolvido um método extremamente sensível baseado em HPLC interfaceado com espectrometria de massa em tandem com ionização por electrospray. Foi também desenvolvida uma estratégia de incorporação de um dos adutos (III) em oligonucleotídeos por via química. A estratégia foi utilizada com sucesso na incorporação do aduto em oligonucleotídeos de sequências diversas. Os oligonucleotídeos foram utilizados em ensaios de reparo por excisão de base e replicação in vitro. / Structurally diverse carcinogenic compounds bind covalently to DNA producing adducts that can, if not repaired, lead to mutations. Firstly restricted to exogenous compounds, nowadays there are evidences that compounds endogenously generated can modify DNA forming adducts. Among these endogenous compounds, &#945;,&#946;-unsaturated carbonyl products are of special interest due their reactivity as bifunctional alkylating agents towards DNA bases leading to exocyclic adducts. 2,4-decadienal (DDE) is an &#945;,&#946;-unsaturatedaldehyde that in addition to be present in food and pollutants, it is one of the most important lipid peroxidation products. Despite of many indications about the DDE genotoxic properties, there was no information about adducts produced between this compounds and nucleobases. This work showed DDE as a versatile DNA alkylating agent being able to generate five different adducts. This study also showed that DDE can generate the same adducts produced from two other important lipid peroxidation products: 4-0H-nonenal and 2-octena1. All adducts were detected in DNA treated in vitro with DDE. To allow adduct detection in more complex systems, we developed a highly sensitive method based on HPLC coupled to electrospray/tandem mass spectrometry. A strategy to incorporate one adduct (III) into oligonucleotides was also developed. The strategy was successfully applied in the adduct incorporation into diverse sequences of oligonucleotides. They were utilized in base excision repair and in vitro replication experiments.

Compostos carcinogênicos estruturalmente diversos ligam-se covalentemente ao DNA formando adutos que, se não reparados, provocam mutações. Inicialmente relacionados apenas a compostos exógenos, atualmente há várias evidências de que compostos gerados endogenamente poderiam modificar o DNA gerando adutos. Dentre os compostos endógenos, os produtos carbonílicos &#945;,&#946;-insaturados destacam-se pois reagem como agentes alquilantes bifuncionais com as bases do DNA, formando adutos exocíclicos. O 2,4-decadienal (DDE) é um aldeído &#945;,&#946;-insaturado que além de estar presente em alimentos e poluentes, é um dos mais importantes produtos da lipoperoxidação. Embora há várias indicações sobre a ação genótoxica do DDE, nenhum aduto deste composto com nucleobases havia sido caracterizado. O presente trabalho mostrou que o DDE é um agente alquilante versátil sendo capaz de gerar cinco adutos diferentes. Este estudo também mostrou que o DDE é capaz de gerar os mesmos adutos que outros dois importantes produtos da lipoperoxidação: o 4-0H-nonenal e o 2-octena1. Todos os adutos foram detectados em DNA tratado in vitro com o DDE. Para possibilitar a detecção dos adutos em sistemas mais complexos, foi desenvolvido um método extremamente sensível baseado em HPLC interfaceado com espectrometria de massa em tandem com ionização por electrospray. Foi também desenvolvida uma estratégia de incorporação de um dos adutos (III) em oligonucleotídeos por via química. A estratégia foi utilizada com sucesso na incorporação do aduto em oligonucleotídeos de sequências diversas. Os oligonucleotídeos foram utilizados em ensaios de reparo por excisão de base e replicação in vitro. / Structurally diverse carcinogenic compounds bind covalently to DNA producing adducts that can, if not repaired, lead to mutations. Firstly restricted to exogenous compounds, nowadays there are evidences that compounds endogenously generated can modify DNA forming adducts. Among these endogenous compounds, &#945;,&#946;-unsaturated carbonyl products are of special interest due their reactivity as bifunctional alkylating agents towards DNA bases leading to exocyclic adducts. 2,4-decadienal (DDE) is an &#945;,&#946;-unsaturatedaldehyde that in addition to be present in food and pollutants, it is one of the most important lipid peroxidation products. Despite of many indications about the DDE genotoxic properties, there was no information about adducts produced between this compounds and nucleobases. This work showed DDE as a versatile DNA alkylating agent being able to generate five different adducts. This study also showed that DDE can generate the same adducts produced from two other important lipid peroxidation products: 4-0H-nonenal and 2-octena1. All adducts were detected in DNA treated in vitro with DDE. To allow adduct detection in more complex systems, we developed a highly sensitive method based on HPLC coupled to electrospray/tandem mass spectrometry. A strategy to incorporate one adduct (III) into oligonucleotides was also developed. The strategy was successfully applied in the adduct incorporation into diverse sequences of oligonucleotides. They were utilized in base excision repair and in vitro replication experiments.