Orientador: Eliana Aparecida Varanda / Banca: Denise Crispim Tavares / Banca: Taís Maria Bauab / Banca: Daisy Maria Fávero Salvadori / Banca: Lourdes Campaner dos Santos / Resumo: Os flavonoides exibem uma multiplicidade de atividades biológicas tanto in vivo como in vitro. No entanto, não existem dados suficientes para fornecer provas conclusivas sobre os efeitos benéficos da maioria das subclasses de flavonoides. Dessa maneira, neste estudo tornou-se relevante avaliar a mutagenicidade, antimutagenicidade, estrogenicidade e atividade antibacteriana dos flavonoides, com o objetivo de traçar o perfil relação estrutura-atividade, uma vez que a atividade biológica dos flavonoides depende da sua estrutura química. A mutagenicidade e antimutagenicidade foram avaliadas pelo teste de Ames, em cepas de Salmonella typhimurium TA98, TA100 e TA102, com e sem ativação metabólica. Para comparação do efeito protetor dos flavonoides foram utilizados 4-nitro-o-fenilenodiamina (NPD), azida sódica (AZS) e mitomicina C (MMC) como mutágenos de ação direta e benzo[a]pireno (B[a]P), aflatoxina B1 (AFB1) e 2-aminoantraceno (2-AA) como mutágenos de ação indireta. A atividade estrogênica foi avaliada por meio do ensaio com leveduras recombinantes (RYA - Recombinant Yeast Assay) e pelo ensaio de proliferação de células de câncer de mama humano (MCF-7⁄BUS) responsivas à estrógeno (E-screen). A determinação da atividade antibacteriana in vitro foi realizada neste estudo utilizando a técnica de diluição em microplacas, com as bactérias Staphylococcus aureus ATTC 25923 e Escherichia coli ATCC 25922. Os compostos avaliados foram: quercetina, kaempferol, luteolina, fisetina, crisina, galanina, flavona, 3-hidroxiflavona, 5- hidroxiflavona e 7-hidroxiflavona. No teste de Ames, a quercetina mostrou-se diretamente mutagênica na linhagem TA98 e antimutagênica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The flavonoids exhibit a wide range of biological activities both in vivo and in vitro. However, there are insufficient data to provide conclusive evidence on the health effects of most flavonoid subclasses. Thus, is relevant to assess the mutagenicity, antimutagenicity, estrogenicity and antibacterial activity of flavonoids with the aim of tracing the structure-mutagenicity relationship profile, since the biological activity of flavonoids is governed by their chemical structure. The mutagenicity and antimutagenicity was assayed by the Ames test, with Salmonella typhimurium strains TA98, TA100 and TA102, carried out with and without metabolic activation. To compare the protective effect of flavonoids were used 4-nitro-o-phenylenediamine (NPD), sodium azide (AZS) and mitomycin C (MMC) as direct acting mutagens and benzo[a]pyrene (B[a]P), aflatoxin B1 (AFB1) e 2-aminoanthracene (2-AA) as indirect acting mutagens. The estrogenic activity was assayed by recombinant yeast assay (RYA) and by proliferation assay of cells of human breast cancer (MCF-7⁄ BUS) responsive to estrogen (E-screen). The determination of antibacterial activity in vitro was performed in this study by technique of dilution in microplates, with the bacteria Staphylococcus aureus ATTC 25923 and Escherichia coli ATCC 25922. The evaluated compounds were: quercetin, kaempferol, luteolin, fisetin, chrysin, galangin, flavones, 3-hydroxyflavone, 5- hydroxyflavone and 7- hydroxyflavone. In the Ames test, quercetin was directly mutagenic... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Anacardium humile St. Hill. (Anacardiaceae), a native species from Brazilian Savanna is used in feeding and as medical plant. Popularly, all the plant parts are utilized: the nut oil is used to cauterize skin injuries, the leaves and stem peel are indicated against diarrhea and as expectorant, the pseudo fruit is reported as antisyphilis medication, the flowers are employed against cough and to lower the blood glucose. This work has tested the antimicrobial and antioxidant activities and the mutagenic potential of the aqueous extract from A. humile leaves. The cavity method in dishes was utilized to test the antimicrobial activity against Gram positive and Gram negative bacteria and yeast. The results were negative for all concentrations used. To test the antioxidant activity, the methods DPPH , iron chelating activity and deoxyribose assay were utilized. The most favorable values were found at DPPH and iron chelating activity tests, showing that aqueous extract of A. humile is composed by antioxidants that may kidnap free radicals in vitro, suggesting that there are different mechanisms responsible for this activity. The mutagenic potential was tested utilizing the Ames Test only in the absence of metabolization factor (S9 fraction) using TA98 and TA100 strains, and in these conditions, the extract didn t present mutagenicity. / Anacardium humile St. Hill. (Anacardiaceae), espécie nativa do Cerrado brasileiro é utilizada na alimentação e como planta medicinal. Popularmente são utilizadas todas as suas partes: o óleo da castanha é usado como cautério para afecções da pele, as folhas e a casca do caule são indicadas contra diarréia e como expectorante, o pseudofruto é referido como anti-sífilitico, as inflorescências são empregadas contra tosse e para baixar a glicose sanguínea. Este trabalho testou a atividade antimicrobiana, antioxidante e fez uma análise preliminar do potencial mutagênico do extrato aquoso das folhas de A. humile. Utilizou-se o método cavidade em placa para atividade antimicrobiana sobre bactérias Gram positivas, Gram negativas e fungos leveduriformes. Os resultados foram negativos em todas as concentrações testadas. Para a atividade antioxidante, foram usados os métodos do DPPH , atividade quelante de ferro e ensaio da desoxiribose. Os valores mais significativos foram encontrados nos testes do DPPH e na atividade quelante de ferro, demonstrando que o extrato aquoso de A. humile contém componentes antioxidantes que podem sequestrar radicais livres em condições in vitro, sugerindo que existem diferentes mecanismos responsáveis por esta atividade. O potencial mutagênico foi testado utilizando o Teste de Ames apenas na ausência do sistema de metabolização exógeno (fração S9), utilizando as linhagens TA98 e TA100 e, nestas condições, o extrato não apresentou mutagenicidade. / Mestre em Genética e Bioquímica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Os recifes de corais são ecossistemas diversos com alta densidade de biodiversidade, o que leva a intensa competição entre as espécies. Estas espécies podem produzir substâncias desconhecidas, muitas com valor farmacológico. Chromonephthea braziliensis é um coral mole invasor, originário do Oceano Indo-Pacífico, que foi possivelmente transportado por plataformas de petróleo e cuja presença é uma ameaça para a biodiversidade da região de Arraial do Cabo (RJ). Esta espécie produz metabólitos secundários que são responsáveis pela indução de danos para o ecossistema local. A finalidade deste estudo é a busca de novas substâncias para quimioterapia geral com base na estrutura de compostos bioativos. Extratos desse coral foram preparados a partir de colônias liofilizadas (solventes: hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol). Realizaram-se análises químicas para a caracterização dos extratos e avaliaram-se as atividades: mutagênicas e citotóxicas, usando o ensaio de mutação reversa bacteriana (Salmonella/microssoma) com as linhagens TA97, TA98, TA100 e TA102; genotóxicas, utilizando análise da quebra do DNA e formação de micronúcleos na linhagem RAW 264,7 de macrófagos e; tóxicas para náuplios de microcrustáceos Artemia salina. Observou-se citotoxicidade, na presença de S9 mix, dos extratos diclorometano para a linhagem TA102 na concentração de 20 g/100 L/placa e metanol para a TA97 com 5 e 20 g/100 L/placa. Os extratos diclorometano, acetato de etila e metanol apresentaram genotoxicidade no DNA plasmidial em concentrações elevadas (250 g/mL), mas nenhum dano ao DNA foi observado no ensaio de micronúcleo. Todos os extratos foram tóxicos para os náuplios de microcrustáceos em pelo menos uma das concentrações usadas (0,01 1000 g/mL), e a LC50 pode ser determinada apenas para os extratos hexano, diclorometano e acetato de etila. / Coral reefs are diverse ecosystems that have a high density of biodiversity leading to intense competition among species. These species may produce unknown substances, many with pharmacological value. Chromonephthea braziliensis is an invasive soft coral from the Indo-Pacific Ocean that has been possibly transported by oil platforms and whose presence can be a threat to Arraial do Cabo regions biodiversity. This species produces secondary metabolites that are responsible for inducing damage to the local ecosystem. The purpose of this study is the search of new drugs for generally chemotherapy based on the structure of bioactive compounds. Coral extracts were prepared from dried colonies (solvents: hexane, dichloromethane, ethyl acetate, and methanol). Chemical analyses were performed to characterize the extracts and evaluated their cytotoxic and mutagenic activities, using the bacterial reverse mutation assay (Salmonella/microsome) with TA97 strains, TA98, TA100 and TA102; genotoxic activity, using DNA breakage analysis and micronucleus formation and; toxic effects for nauplii microcrustaceans. Cytotoxicity was observed in the presence of S9 mix for dichloromethane extract for strain TA102 at the 20 g/plate concentration and methanol extract for TA97 at 5 and 20 g/plate. The dichloromethane, ethyl acetate and methanol extracts present genotoxicity for plasmidial DNA at high concentrations (250 g/mL), but no DNA damage was observed in micronucleus assay. All extracts were toxic for nauplii microcrustaceans at least one of tested concentrations (0.01 1000 g/mL), but LC50 was calculated only for the hexane, dichloromethane and ethyl acetate extracts.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / As estatinas são fármacos inibidores competitivos da enzima hidroxi-3-metil-glutaril Coenzima A (HMGCoA) redutase, amplamente utilizados para o controle da hipercolesterolemia total e, em especial, para a redução dos níveis séricos de LDLc (Low Density Lipoprotein cholesterol). Além do efeito primário, esses fármacos apresentam vários efeitos secundários, chamados de efeitos pleiotrópicos, envolvendo atividade anti-inflamatória, antitumoral e antiparasitária. Para o desenvolvimento de inovações na área de química medicinal é imprescindível avaliar o risco de efeitos adversos para saúde ou, em outras palavras, a segurança terapêutica do novo produto nas condições propostas de uso. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi investigar a genotoxicidade de quatro análogos inibidores da biossíntese de lipídios, da classe das estatinas, em modelos experimentais in vitro, testados previamente contra o clone W2 de Plasmodium falciparum a fim de se obter o IC50 dessas moléculas frente ao patógeno. Foram desenvolvidas quatro novas moléculas (PCSR02.001, PCSR09.001, PCSR08.002 e PCSR10.002). Para a avaliação da toxicidade, foram realizados o teste de mutagenicidade bacteriana (teste de Ames), o ensaio de viabilidade celular utilizando o reagente WST-1 e o ensaio de indução de micronúcleos, ambos utilizando uma linhagem ovariana (CHO-K1) e uma linhagem hepática (HepG2). Levando em conta o fato de nenhuma das amostras ter induzido efeitos mutagênicos nas linhagens de S. enterica sorovar Typhimurium, e PCSR10.002 ter apresentado citotoxicidade sugere-se então que este composto seja o mais tóxico. Comparativamente, PCSR10.002 foi mais genotóxico e citotóxico para a linhagem CHO-K1 do que para a linhagem HepG2. PCSR02.001 apresentou elevado potencial genotóxico para células ovarianas, mas não foi capaz de induzir a formação de micronúcleos em células hepáticas, apresentando, portanto um perfil similar ao observado em PCSR10.002. Assim como a atorvastatina, PCSR09.001 apresentou elevado potencial pró-apoptótico para a linhagem de hepatócitos. Já PCSR08.002, apresentou aumento na apoptose de CHO-K1. A indução de apoptose não é necessariamente um evento negativo, já que é pouco lesiva e responsável pela eliminação de células danificadas. Porém, as respostas de apoptose induzidas por esse composto foram muito inferiores àquelas induzidas pela atorvastatina (cerca de 4 vezes menor que a atorvastatina). PCSR08.002 foi aquele se mostrou menos tóxico e essa amostra foi a que teve menor risco relativo, em uma análise global das respostas de citotoxicidade e não demonstrou ter potencial genotóxico para as linhagens utilizadas nesse estudo. Conclui-se, portanto, que a análise da atividade toxicológica utilizando modelos experimentais in vitro dessas estatinas constitui um importante passo para o estabelecimento de novos candidatos à fármacos com maior segurança. / Statin drugs are competitive inhibitors of the enzyme 3-hydroxy-methyl-glutaryl coenzyme A (HMGCoA) reductase, widely used for the control of hypercholesterolemia and overall, in particular for the reduction of serum LDLc (Low Density Lipoprotein cholesterol). In addition to the primary effect, these drugs have many secondary effects, called pleiotropic effects, involving anti-inflammatory, antitumor, and antiparasitic activities. For the development of innovations in the field of medicinal chemistry is essential to evaluate the risk of adverse health effects, or in other words, the therapeutic safety of the new product under the proposed conditions of use. Accordingly, the aim of this study was to investigate the genotoxicity of four analogues of lipid biosynthesis inhibitors, from the class of statins in experimental models in vitro, previously tested against the W2 clone of Plasmodium falciparum to obtain the IC50 of these molecules against the pathogen. Four new molecules (PCSR02.001, PCSR09.001, PCSR08.002 and PCSR10.002) were developed. For the assessment of toxicity, bacterial mutagenicity test (Ames test) were performed, the cell viability assay using WST-1 reagent and micronuclei induction assay, both using an ovarian lineage (CHO-K1) and an hepatic lineage (HepG2). Taking into account the fact that none of the samples have induced mutagenic effects in strains of S. enterica serovar Typhimurium , and PCSR10.002 have shown cytotoxicity then we suggest that this compound is the most toxic. Comparatively, PCSR10.002 was more cytotoxic and genotoxic for the CHO-K1 cell line, than for HepG2 line. PCSR02.001 showed high genotoxic potential for ovarian cells, but was not able to induce the formation of micronuclei in liver cells, thus showing a similar profile to that observed in PCSR10.002. Just like atorvastatin, PCSR09.001 showed high pro-apoptotic potential for hepatocyte lineage. Have PCSR08.002, showed an increase in apoptosis of CHO-K1. The induction of apoptosis is not necessarily an adverse event, since little is harmful and responsible for the elimination of damaged cells. However, the apoptotic responses induced by this compound were much lower than those induced by atorvastatin (about 4 times less than atorvastatin). PCSR08.002 was that was less toxic and this sample had a lower relative risk in a global analysis of the responses and cytotoxicity demonstrated no genotoxic potential for strains used in this study. Therefore it is concluded that the analysis of toxicological activity using in vitro experimental models of these statins is an important step towards the establishment of more safely new candidate-drugs.

O solo é um dos compartimentos mais atingidos pelo acúmulo de poluentes de origem antrópica, pois atua como depósito de poluentes e como fonte para outros ambientes de interface. Este estudo investigou sítio contaminado com resíduos da indústria de preservativos de madeira como fonte de compostos mutagênicos; definiu rotas e abrangência na dispersão desses contaminantes pela remobilização de partículas e deposição atmosférica, associando riscos ambientais e à saúde. Foram selecionados locais de amostragem para solos e poeira domiciliar a distâncias gradativas a partir de SI (pool de solo da área industrial), SR150 (150m), SR500 e SR1700; para poeira foi coletado um pool em área de risco, DR385 (385m) e em DR1700. Foi avaliada a atividade mutagênica através do ensaio Salmonella/microssoma, método de microssuspensão, em linhagens que detectam erro no quadro de leitura (TA98 e TA97a), substituição de pares de bases do DNA (TA100), em presença e ausência de metabolização hepática de ratos (S9mix) e YGs 1041, 1042 e 1024 para a definição de nitroderivados. Foram preparados extratos ácidos, visando definir os efeitos de compostos inorgânicos como metais pesados e de extratos orgânicos para avaliar principalmente hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e nitroderivados. Os extratos foram testados também quanto à concentração dos 16 HPAs considerados poluentes prioritários pela USEPA, quanto a metais pesados de interesse e quanto ao contaminante pentaclorofenol (PCP) como marcador específico da atividade do sítio industrial. Através das análises de metais pesados foi detectado um gradiente de respostas, onde tanto a concentração de metais totais quanto a fração biodisponível de Cr e Cu apresentaram valores mais altos para SI em relação aos solos de entorno; para As, apenas na avaliação da concentração total do elemento, SI foi superior. Em relação aos efeitos mutagênicos decorrentes da mistura de compostos inorgânicos as respostas não permitiram uma gradação entre as diferentes distâncias. O solo fonte SI mostrou mutagênese nas diferentes linhagens, em especial em TA97a na ausência de S9mix. As amostras de entorno apresentaram potência mutagênica em pelo menos duas cepas, mas apenas uma consonante com SI. O solo SR500, mostrou mutagênese diferenciada e resposta expressiva na linhagem TA98 com S9 mix. No entanto, o local SR1700 mostrou ausência de influência a partir da área contaminada caracterizando uma área de referência. Nos extratos orgânicos, as respostas de mutagênese mostram um padrão de contaminação nas áreas de influência semelhante ao apresentado por SI, parecendo indicar a mobilidade de compostos orgânicos a partir da fonte para as áreas de entorno. Houve um predomínio de compostos de ação indireta, sendo os valores de SI entre 107 a 1455 rev/g de solo. Nos locais de entorno, observou-se padrão similar em SR150; já em SR500 valores elevados de mutagênese de ação direta foram evidenciados em TA97a; SR1700, embora apresentando mutagênese do tipo erro no quadro de leitura em presença de S9 mix, mostrou um decréscimo de efeitos. Os testes com as linhagens YG indicaram que compostos nitrados têm ação significativa na mutagênese direta encontrada, com exceção de SR500. Foi detectada ainda a presença de hidroxiamino-compostos em todas as amostras de solos através da linhagem YG1024. Na investigação da poeira residencial de entorno foram observadas respostas mutagênicas nas diferentes cepas testadas em DR385, mono e dinitroarenos do tipo substituição de pares de bases (YG1042) e hidroxiamino-compostos (YG1024); em DR1700 não foi observada resposta positiva. Concentrações de HPAs potencialmente carcinogênicos se estendem no solo da área interna até o do local de referencia, bem como na poeira domiciliar da área de risco indicando gradiente de concentrações e efeitos. A concentração de PCP no pool de poeira (DR385) foi (0,491 mg/Kg), similiar a observada em SI, (0,431 mg/Kg), definindo uma rota efetiva de dispersão a partir da área industrial para regiões do entorno. Ficou evidenciada a possibilidade de dispersão de mutágenos da área contaminada para regiões de entorno, sendo possível detectar gradientes de distância, favorecendo estimativas de risco. O estudo mostrou que é fundamental avaliar a extensão da contaminação a partir de fontes de solo impactado, visando delimitar qualquer medida de remediação dos ambientes atingidos e evitar danos potenciais ao equilíbrio ecológico e à saúde humana. / Soil is one of the compartments most affected by the accumulation of anthropic pollutants, since it acts as a deposit for pollutants and as a source for other interface environments. This study investigated a site contaminated with residues of the wood preservative industry as a source of mutagenic compounds; it defined the routes and area covered by dispersion of these contaminants through the remobilization of particles and atmospheric deposition, associating environmental and human health risks. Sampling sites were selected for soils and dusts at gradually increasing distances from SI (pool of soil from the industrial area), SR150 (150m), SR500 and SR1700; a pool was of residential dust was collected in the area of risk, DR385 (385m) and at DR1700. Mutagenic activity was evaluated by the Salmonella/microsome assay, microsuspension method, in strains that detect frameshift error (TA98 and TA97a), DNA base pair substitution (TA100), in the presence and absence of hepatic metabolization of rats (S9 mix) and YGs 1041, 1042 and 1024 to sough nitroderivates. Acid extracts were prepared to define the effects of inorganic compounds such as heavy metals, and organic extracts in evaluating mainly polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and nitroderivates. The extracts were tested also for the concentration of the 16 PAHs considered priority pollutants by USEPA, for heavy metals of interest and for contaminant pentachlorophenol (PCP) as a specific marker of the industrial site activity. A gradient of responses was detected through analyses of heavy metals , where both the concentration of heavy metals and the bioavailable fraction of Cr and Cu presented higher values for SI compared to the surrounding soils; for As, SI was superior only to evaluate the total concentration of the element. As to the mutagenic effects of the mixture of inorganic compounds, the responses did not allow a grading between the different distances. The source soil SI presented mutagenesis in the different strains, especially in TA97a in the absence of S9mix. The samples from the surrounding area presented mutagenic potency in at least two strains, but only one in accordance with SI. Soil SR500 showed differentiated mutagenesis and an expressive response in the TA98 strain with S9 mix. However, site SR1700 showed no influence from the contaminated area, characterizing an area of reference. In the organic extracts, the mutagenesis responses showed a pattern of contamination of the areas of influence similar to that presented by SI, and appear to indicate the mobility of organic compounds from the source to the surrounding areas. Indirect action compounds predominated, and the values of SI were from 107 to 1455 rev/g soil. At the surrounding sites, a similar pattern was observed in SR150; on the other hand, in SR500 high values of direct action mutagenesis were evidenced in TA97a; SR1700, although presenting mutagenesis in frameshift strains in the presence of S9 mix, showed diminished effects. Tests with YGs strains indicate that the nitrated compounds exert a significant action on the direct mutagenesis found, except for SR500. Further, hydroxyamine-compounds were detected in all soils samples through strain YG1024. Investigating residential dust from the surrounding area, mutagenic responses were observed in the different strains tested in DR385, mono and dinitroarenes of the pair substitution mutation type (YG1042) and hydroxyamine-compounds (YG1024); no positive response was observed in DR1700. Potentially carcinogenic PAHs concentrations are on the soil from the internal area until the site of reference, and also in the residential dust of the risk area, indicating a gradient of concentrations and effects. PCP concentration in the dust pool (DR385) was (0.491 mg/Kg), similar to that observed in SI, (0.431 mg/Kg), defining an effective dispersion route from the industrial area to the surrounding regions. The possibility of mutagen dispersion from the contaminated area to the surrounding regions was shown, and gradients of distance favoring risk estimates were detected. The study showed that it is essential to evaluate the extent of contamination from the sources of soil that have been impacted, with a view to delimiting any remedial measure for the environments affected and avoiding potential damage to the ecological balance and human health.

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Amphibians are particularly sensitive to these variations due to their behavioral and physiological characteristics, such as, permeable skin (cutaneous respiration), low mobility and life cycle with simultaneous dependence of the aquatic and terrestrial environment. In this context, these animals could be used as bioindicators of the environmental quality in genotoxicity and mutagenicity studies. The aim of this study was to analyze the genomic damage in tadpoles of Dendropsophus minutus and Physalaemus cuvieri sampled in perturbed and natural areas, by the comet assay and micronucleus test. We found that the tadpoles of D. minutus and P. cuvieri collected in perturbed areas had the highest extensions of DNA damage compared to the tadpoles of natural areas. Tadpoles sampled in soybean crop areas had higher DNA damage, followed by those sampled in the cornfields. In contrast, the frequency of DNA damage in tadpoles of natural areas were significantly lower in relation to DNA damage suffered by tadpoles of agricultural areas. Thus, we can conclude that tadpoles of D. minutus and P. cuvieri sampled in this study can be considered excellent sentinel organisms, as they were sensitive to environmental changes. In addition, we can highlight the advantages of using the comet assay in environmental genotoxicity studies, such as its speed, high sensitivity in detecting DNA damage in the genome of amphibians, for a relatively low cost. However, it is necessary to invest in the standardization of methodologies for field studies, thus the results could be compared between different laboratories, and make environmental genotoxicity studies, involving aquatic organisms, more informative and applicable as a practical laboratory routine. / Populações de anfíbios tem diminuído em diversas áreas do mundo. Estes declínios têm se agravado nos últimos 25 anos, fazendo com que esses animais sejam agora considerados mais ameaçados do que outros táxons como por exemplo, mamíferos e aves. Numerosos fatores contribuem para esse decréscimo, no entanto, a poluição do meio ambiente tem sido recentemente citada como um dos principais fatores. Estes vertebrados são importantes no controle natural de pragas em áreas naturais e agrícolas, onde estão constantemente expostos a grandes quantidades de pesticidas. Estudos de genotoxicidade com anfíbios anuros se fazem importantes para se detectar espécies indicadoras de mudanças ambientais. Os anfíbios são particularmente sensíveis a essas variações devido às suas características comportamentais e fisiológicas, tais como, pele permeável (respiração cutânea), pouca mobilidade e ciclo de vida com dependência simultânea do ambiente aquático e terrestre. Neste contexto, estes animais podem ser utilizados como bioindicadores da qualidade ambiental em estudos de genotoxicidade e mutagenicidade. O objetivo deste estudo foi analisar os danos genômicos em girinos de Dendropsophus minutus e Physalaemus cuvieri amostrados em áreas antropizadas e naturais, via ensaio cometa e teste do micronúcleo. Os resultados deste estudo detectaram que os girinos de D. minutus e P. cuvieri amostrados em áreas antropizadas apresentaram as maiores extensões de danos genômicos quando comparados com os girinos de áreas naturais. Os girinos coletados nas áreas de lavoura de soja tiveram maiores danos no DNA, seguidos daqueles amostrados nas plantações de milho. Em contrapartida, a frequência de danos genômicos nos girinos de áreas naturais foram significativamente menores em relação aos danos genômicos sofridos pelos girinos das áreas agrícolas. Assim, pode se concluir que os girinos das espécies D. minutus e P. cuvieri amostrados neste estudo podem ser consideradas excelentes bioindicadores, uma vez que se mostraram sensíveis a alterações ambientais. Além disso, podese ressaltar as vantagens de se utilizar o ensaio cometa em estudos de genotoxicidade ambiental, como sua rapidez, alta sensibilidade em detectar danos no DNA no genoma de anfíbios, por um custo relativamente baixo. No entanto faz-se necessário a normatização de uma metodologia para estudos de campo, de forma que, os resultados possam ser comparados entre laboratórios diferentes, tornando assim, os estudos de genotoxicidade ambiental envolvendo organismos aquáticos mais informativos e aplicados como uma prática de rotina.

Os corantes são muito usados na indústria alimentícia. Podendo ser de origem natural ou sintética, estes são utilizados na produção de alimentos no intuito de compensar a perda da cor durante a fabricação e estocagem, garantir a uniformidade da cor e também de atribuir coloração àqueles originalmente incolores. Dentre os pigmentos naturais, o beta-caroteno (BC) tem sido um dos mais adicionados em alimentos. Por outro lado, a utilização do BC é limitada devido à sua instabilidade. Por essa razão, técnicas de microencapsulamento são muito utilizadas, pois podem proteger o material microencapsulado de ações oxidantes, prolongando a propriedade do composto. Porém, nestes processos tecnológicos, as propriedades do composto encapsulado devem ser cuidadosamente estudadas. O objetivo deste trabalho foi comparar a possível ação antimutagênica do BC puro e na forma microencapsulada (BCM) por meio do teste do micronúcleo em células da medula óssea e sangue periférico, e por meio do ensaio do cometa em rins e fígado de ratos tratados com o antitumoral doxorrubicina (DXR). Para isso, o tratamento foi feito com duas doses do carotenóide (2,5 ou 5 mg/kg) puro ou microencapsulado, por gavagem durante 14 dias, seguida de injeção intraperitoneal de salina ou do antitumoral DXR (16 mg/kg), logo após a última gavagem. Ratos Wistar machos foram divididos em 14 grupos de tratamentos (n=6/grupo), e foram sacrificados 24h após a injeção intraperitoneal. Os resultados com o teste do micronúcleo nos dois tecidos mostram que o BC não foi mutagênico, exceto na dose de 5mg/kg. No BCM as doses não foram mutagênicas e na associação BCM+DXR apenas a maior dose foi antimutagênica. Os resultados com o teste do cometa nos rins e fígado mostram que o BC não foi genotóxico e quando associado à DXR obteve valores de proteção semelhantes aos resultados obtidos com o controle solvente (óleo de milho). O BCM também não foi genotóxico em qualquer dos tecidos. Quando associado à DXR as duas doses tiveram efeito protetor contra a fragmentação do DNA no fígado. No rim, a dose BCM 2,5mg+DXR foi genotóxica e a dose BCM 5mg+DXR foi antigenotóxica. A antimutagenicidade observada pode ser explicada pela ação antioxidante do beta-caroteno. No entanto, quando uma dose alta é utilizada, os produtos de clivagem do carotenóide podem aumentar a formação de espécies reativas de oxigênio induzindo ainda mais a formação de micronúcleos. A diferença entre os resultados obtidos com as duas doses do BC e do BCM indicam que, talvez, a biodisponibilidade do carotenóide foi alterada pelo processo de microencapsulamento. No entanto, o efeito protetor observado em uma das doses do BCM pode ser explicado pela capacidade antioxidante do beta-caroteno, mesmo na forma microencapsulada. Em conclusão, o BC puro não deve ser utilizado em altas doses, pois aumenta o dano ao DNA e quando microencapsulado não perde suas propriedades, porém uma dose maior deve ser utilizada para que o carotenóide tenha efeito antimutagênico. / Colorants are commonly used in the food industry. From natural or synthetic origin, these colorants are used in food production in order to recompense the loss of color during manufacturing and stowage processes, guarantee color uniformity and also attribute color to those colorless ones. Among natural pigments, beta-carotene (BC) has been one of the most added to food. On the other hand, the utilization of BC is limited due to its instability. On that account, microencapsulation techniques are more used, once they can protect the microencapsulated material from oxidizing actions, extending the composition property. Nevertheless, in these technological processes, the properties of the encapsulated compound must be studied carefully. The aim of this work was to compare the possible antimutagenic action of pure and microencapsulated BC (BCM) through micronucleus test in cells of bone marrow and peripheral blood, and through comet assay in kidneys and livers of rats treated with the antitumoral doxorubicin (DXR). For this, the treatment was made of two doses of pure and microencapsulated carotenoid (2.5 or 5 mg/kg), by gavage during 14 days, followed by saline intraperitoneal injection or antitumor DXR (16 mg/kg), right after the last gavage. Male Wistar rats were divided in 14 treatment groups (n=6/group), and were sacrificed 24 hours after the intraperitoneal injection. The micronucleus test results in both tissues show that BC was not mutagenic, except for the 5mg/kg dose. In BCM the doses were not mutagenic and in the association of BCM+DXR, only the higher dose was antimutagenic. The results of the comet assay in kidney and liver show that BC was not genotoxic and when associated to DXR it obtained protection values similar to the results obtained with the solvent control (corn oil). BCM was also not genotoxic in none of the tissues. Once associated to DXR, the two doses had protector effect against the DNA fragmentation in the liver. In the kidney, the BCM 2.5mg+DXR dose was genotoxic and the BCM 5mg+DXR dose was antigenotoxic. The observed antimutagenicity can be explained by the beta-carotene antioxidant action. However, when a higher dose is used, the carotenoid cleavage products can increase the formation of reactive oxygen species inducing the formation of micronucleus. The difference between the results obtained with the two doses, BC and BCM, indicates that, perhaps, the carotenoid biodisponibility was modified by the process of microencapsulation. Nevertheless, the protector effect observed in one of the BCM doses can be explained by the beta-carotene antioxidant capacity, even in the microencapsulated form. In conclusion, the pure BC should not be used in high dose, because it increases damage to DNA and while microencapsulated it does not lose its properties, but one higher dose must be used for the carotenoid to have antimutagenic effect.

Corantes e pigmentos são utilizados no mundo todo para alterar a percepção visual de diversos bens de consumo. Dentre esses compostos se destacam os corantes que possuem grupamentos azo ou nitro como cromóforo. Muitas dessas substâncias são potencialmente tóxicas, seja na sua forma original seja após a biotransformação, com ênfase aos efeitos mutagênicos e/ou carcinogênicos. Este trabalho teve como objetivo investigar as rotas metabólicas e avaliar o perfil toxicológico parcial dos corantes Disperso Amarelo 9 e Sudan III. O Sudan III é um corante azóico e que embora tenha estrutura química muito semelhante ao Sudan I, um carcinógeno humano, existem poucos dados na literatura a respeito de sua toxicidade. Vale ressaltar que o Sudan III é um corante de alimentos banido da maioria dos países, porém tem sido repetidamente detectado em alimentos industrializados como adulterante. Já o corante Disperse Yellow 9 é amplamente utilizado principalmente pelas indústrias têxteis, porém não foram encontrados dados na literatura sobre seu potencial tóxico. Foram realizados estudos espectroeletroquimicos capazes de simular reações de oxidação e redução que ocorrem em organismos vivos, além de sistema exógeno de metabolização (S9). A mutagenicidade dos corantes foi avaliada pelo ensaio de Samonella (utilizando as linhagens TA98, TA1535, TA100 e YG1042, com e sem S9) e por meio da avaliação da capacidade de ligação com o DNA e a guanosina in vitro. Ainda, verificou-se a indução de morte celular em condrócitos bovinos. Nossos resultados mostraram que as condições de oxidação (eletroquímica ou após a reação com S9) e redução foram capazes de modificar o grupamento cromóforo tanto do corante Sudan III quanto do Disperso amarelo 9, e esse efeito é esperado em organismos vivos, podendo formar derivados tóxicos. O corante Sudan III é capaz de se ligar ao DNA de forma estável, mais especificamente com a base nitrogenada guanosina, enquanto o Disperso Amarelo 9 se liga fracamente ao DNA e não com a guanosina. O corante Sudam III exibiu fraca mutagenicidade e apenas com a linhagem TA1535. Por outro lado, Disperso Amarelo 9 foi positivo para as linhagens TA1535 e YG1042, e o efeito foi mais pronunciado após a ativação metabólica. Ambos os corantes induziram à morte dos condrócitos de forma tempo e concentração dependente. Assim, ambos os corantes foram considerados tóxicos, tanto na sua forma original quanto após biotransformação e podem levar a riscos à saúde humana e ao ecossistema quando de sua exposição. / Dyes and pigments are applied worldwide to change the visual perception of many products. Among these compounds, dyes containing azo and nitro bond as chromophore are very important groups. A wide range of these substances are potentially toxic either in its original form or after biotransformation leading to mutagenic / or carcinogenic effects. The aim of the present study was to investigate the metabolic pathways involving the chromophore group and also to evaluate the toxicological profile of Disperse Yellow 9 and Sudan III dyes. Sudan III is an azo dye that has a very similar chemical structure to Sudan I a known carcinogen. Despite, there are few data about Sudan III toxicity in the literature. It is important to point out that Sudan III is banned from most worldwide food industry it has been frequently detected as an adulterant in a large amount of processed food. The literature has no information about the toxicity potential of Disperse Yellow although it is widely and mainly used by textile industries. On the present we performed a spectroeletrochemical method capable of simulating bio- reactions able to occur on living organisms such as oxidation and reduction, also exogen metabolization system (S9) were applied. The mutagenicity of the dyes was evaluated by Salmonella assay (using strains TA98, TA1535, TA100 and YG1042, with and without S9). The ability of causing stable bonds to DNA and guanosine were also tested in vitro. Also the capacity of inducing cell death on bovine chondrocytes was investigated. Our results indicated that the oxidation reactions (spectroeletrochemical method or after S9 reaction) and also the reduction reactions were able to modify the chromophore group for the studied dyes Sudan III and Disperse Yellow 9, this effect could be expected in living organisms and may also generate toxic products. Sudan III is capable of binding to DNA and forming stable aducts, specifically to the nitrogenated base guanosine, while Disperse Yellow 9 binds weakly to DNA and does not react with guanosine. Low mutagenicity was observed for strain TA1535 for Sudan III dye. Besides, strains TA1535 and YG1042 gave positive responses for Disperse Yellow, the effect was pronounced after metabolic activation. Death of chondrocytes was observed for both dyes demonstrating time and concentration dependency. Toxicity was observed for both dyes, before and after biotransformation, this effect may lead to risks on human health and also for the environment.

O fator alimentar pode ser considerado um promotor tumorigênico responsável pela etiologia do câncer gástrico no estado do Pará. A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é uma das muitas espécies da Amazônia consumida de modo indiscriminado pelos habitantes da região norte. O cianeto, seu principal componente tóxico, pode ser liberado durante o processamento da mandioca por meio da hidrólise do glicosídeo cianogênico linamarina. No organismo, o cianeto bloqueia a cadeia de transporte de elétrons inibindo a respiração celular e, provocando, entre outras coisas, a produção de radicais livres que podem agir no DNA, através da formação de adutos exocíclicos. O objetivo deste trabalho foi a avaliação da atividade citotóxica, genotóxica e mutagênica de folhas e tucupi, crus e cozidos, de mandioca mansa e brava, usando os ensaios do MTT, cometa e citoma em células HepG2. Os resultados obtidos demonstraram que a viabilidade celular decai à medida que a concentração aumenta na maioria dos grupos de tratamento. No ensaio do cometa, a análise visual demonstrou que o cianeto de potássio, usado como padrão, foi genotóxico em todas as concentrações testadas (5,0; 15,0 e 25,0 ?g/mL). As amostras de folhas de mandioca brava foram genotóxicas somente nas concentrações 15,0 e 25,0 ?g/mL (cruas) e 5,0; 15,0 e 25,0 ?g/mL (cozidas). As amostras de mandioca mansa foram genotóxicas apenas quando cozidas (5,0 e 25,0 ?g/mL). Já as amostras de tucupi, tanto cruas quanto cozidas, demonstraram dano ao DNA de células HepG2 em todas as concentrações testadas (20,0; 40,0 e 60.0 ?g/mL). Utilizando análise de fragmentação de DNA observamos que o cianeto de potássio foi genotóxico apenas na avaliação da porcentagem de DNA na cauda. Já amostras de mandioca brava e mansa, de maneira geral, demonstraram valores de porcentagem de DNA na cauda, tail moment e olive moment maiores em relação ao grupo controle negativo, mas, somente as folhas de mandioca, em algumas concentrações, demonstraram valores estatisticamente significativos. Observando o ensaio do citoma, as concentrações de folhas e tucupi, crus e cozidos, tanto de mandioca brava quanto de mandioca mansa mostraram um discreto aumento no número de micronúcleos em células HepG2 binucleadas, estatisticamente não significativo, em relação ao grupo controle negativo. Já o número de pontes nucleoplasmáticas e brotos nucleares foi menor que no grupo controle. Os danos aqui observados pelo ensaio do cometa podem estar transitoriamente presentes ii como intermediários formados durante o reparo de lesões no DNA. A ausência de brotos nucleares, pontes nucleoplasmáticas e resultados estatísticos significativos em relação ao grupo controle negativo, não nos permitem afirmar presença de mutagenicidade em células HepG2 tratadas com mandioca tanto brava quanto mansa. De maneira geral, o cozimento das amostras não foi um fator determinante na diminuição do dano observado em células HepG2. Nossos resultados confirmam apenas citotoxicidade e genotoxicidade das variedades da mandioca nas concentrações e sistema celular utilizados. Os mecanismos moleculares que envolvem a genotoxicidade da mandioca requerem estudos futuros. Para o consumo da mandioca devem ser levados em consideração tipo de processamento realizado para extração de compostos cianogênicos, níveis de glicosídeos cianogênicos nos produtos consumidos, quantidade de mandioca consumida e estado nutricional do consumidor / The food factor can be considered a tumor causing agent reponsasible for the etiology of gastric cancer in the state of Pará Cassava ( Manihot esculenta Crants is one of the many food species of the Amazon indiscriminately consumed by the inhabitants of the northern region Cyanide, its main toxic component, can be released during cassava processing through the hydrolysis of the cyanogenic glycoside linamarin. In the body, cyanide blocks the electron transport chain by inhibiting cell respiration which brings about, among other things, the production of free radicals which can act upon DNA through the formation of exocyclical adducts. The main goal of this study was the assessment of the citotoxic, genotoxic and mutagenic role of the leaves and tucupi juice of wild and sweet cassava, both raw and cooked, using the MTT, comet and cytome assays in HepG2 cells. The results gathered have shown that cell viability decreases as the concentration increases in most treatment groups. In the comet assay, a visual analysis has shown that potassium cyanide, used as a standard, was genotoxic in all concentrations tested (5.0, 15.0 and 25.0 ?g/mL). Samples of wild cassava leaves were genotoxic only in concentrations of 15.0 and 25.0 ?g/mL for raw leaves, and 5.0, 15.0 and 25.0 ?g/mL for cooked leaves. Samples of sweet cassava leaves were genotoxic only when cooked (5.0 and 25.0 ?g/mL). Yet, samples of tucupi juice, both raw and cooked, have shown damage to DNA in HepG2 cells at all concentrations tested (20.0, 40.0 and 60.0 ?g/mL). In performing DNA fragmentation analysis, it was observed that potassium cyanide was genotoxic only in the assessment of percentage DNA in tail. Whereas the wild and sweet cassava samples, in a general fashion, have shown greater values of percentage DNA in tail, tail moment and olive moment than the negative control group, but only the cassava leaves revealed statistically significant values, in some concentrations. For the cytome assay, concentrations of leaves and of tucupi juice, raw and cooked, of both wild and sweet cassava, have shown a slight increase in the number of micronuclei in binucleated HepG2 cells, not statistically significant as compared to the negative control group. On the other hand, the number of nucleoplasmic bridges and nuclear buds in binucleated cells was lower than the value found in the negative control group. The damages verified herein by the comet assay may be transiently present as intermediates formed during repair of DNA lesions. The absence of iv nucleoplasmic bridges, nuclear buds and of statistically significant results vis-à-vis the negative control group do not warrant the assertion for the presence of mutagenicity in HepG2 cells treated with either wild or sweet cassava. In general, the cooking of the samples was not determining factor of the decrease in damage observed in HepG2 cells. Our results only confirm cytotoxicity and genotoxicity of wild and sweet cassava species in the concentrations and cell system used. The molecular mechanisms involving genotoxicity of cassava require further studies. For the consumption of cassava, the way of processing performed for extracting cyanogen contents, the levels of cyanogenic glycosides in the products consumed, amount of cassava consumed as well as the nutritional condition of the consumer must be taken into account.

Orientadores: Gisela de Aragão Umbuzeiro, Vitor Rafael Coluci / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:15:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Honorio_JaquelineGoncalves_M.pdf: 1809951 bytes, checksum: 7885a8cfa050d72f934edad04cce0f92 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nanomateriais, tais como nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) têm apresentado potencial para remediação de águas e solos poluídos por compostos orgânicos devido a sua área superficial elevada, que pode melhorar a capacidade dos NTC em adsorver compostos orgânicos. Embora o tratamento de MWCNT com ácido nítrico possa aumentar a capacidade de dispersão do material em água através da introdução de grupos oxigenados sobre a superfície dos NTC, como ácidos carboxílicos, a diminuição da capacidade de MWCNT de interagir com moléculas orgânicas pode ocorrer como consequência não intencional. Para investigar esta possibilidade, foi avaliada a capacidade de MWCNT tratados com ácido de adsorver um poluente ambiental comum, 1-Nitropireno (1-NP), que é um nitro-hidrocarboneto policíclico aromático altamente mutagênico e carcinogênico. Diferentes doses de MWCNTs caracterizados foram testadas com diferentes doses de 1-NP, e a detecção do 1-NP não adsorvido foi avaliada pelo ensaio de mutagenicidade Salmonella/microssoma, usando a linhagem TA98 que é altamente sensível a 1-NP. Assim, apenas 1-NP não adsorvido aos MWCNT são absorvidos pelas bactérias e causam mutagenicidade. Encontramos uma relação inversa entre a oxidação por tratamento ácido dos MWCNT e a mutagenicidade da mistura. Os dados obtidos sugerem que o tratamento ácido de MWCNT pode, de fato, reduzir a capacidade de poluentes orgânicos se ligarem a MWCNT, reduzindo a eficácia na remediação / Abstract: Nanomaterials, such as multi-wall carbon nanotubes (MWCNT) have been shown potential to remediate soil or water polluted with organic compounds because of their high specific-surface area, which can enhance the ability of the CNT to adsorb organics. Although treatment of MWCNT with nitric acid can increase the water solubility of MWCNT by introducing oxygenated groups such as carboxylic acids onto the surface, it may have the unintended consequence of decreasing the ability of MWCNT to interact with organic molecules. To investigate this possibility, we evaluated the ability of acid-treated MWCNT to absorb a common environmental pollutant, 1- nitropyrene (1-NP), which is a highly mutagenic and carcinogenic nitro-polycyclic aromatic hydrocarbon. Different doses of well-characterized MWCNTs were tested with different doses of 1-NP, and the detection of the non-adsorbed 1-NP was assessed by the Salmonella mutagenicity assay in strain TA98, which is highly sensitive to 1-NP. Thus, only free 1-NP not bound to the MWCNT was able to enter the bacteria and induce mutagenesis. We found an inverse association between the amount of oxidation by nitric-acid treatment of the MWCNT and the amount of mutagenicity of the reaction mixture. Our data suggest that acid treatment of MWCNT may, in fact, reduce the ability of MWCNT to bind organic pollutants, reducing their effectiveness for remediation / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia