O acetaldeído é um comprovado agente mutagênico e carcinogênico, pode ser produzido endogenamente pela oxidação do álcool ingerido em bebidas alcoólicas e alimentos ou exogenamente, inalado como poluente, advindo da oxidação de combustíveis fósseis e etanol. O efeito do acetaldeído foi avaliado em modelos celulares e animais com o propósito de avaliarmos o aumento do estresse oxidativo, por lipoperoxidação, fragmentação do DNA, e a formação de adutos DNA, tais como 8-oxo-7,8-dihidro-2-desoxiguanosina, além de, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosina e 1,N2-propano-2-desoxiguanosina que foram analisados por HPLC acoplado a espectrometria de massa com a utilização de metodologia ultra-sensível e reprodutiva. O tratamento de fibroblastos pulmonares humanos normais (IMR-90) com diversas concentrações de acetaldeído (58 µM a 711 µM) resultou em aumentos de morte celular, lipoperoxidação, fragmentação do DNA, cálcio intracelular e adutos de DNA. O efeito protetor do licopeno (20 µM) foi comprovado minimizando todos os efeitos deletérios promovidos pelo acetaldeído. O tratamento dos ratos Wistar por 8 e 30 dias com 150 mg/kg e 60 mg/kg via intra-peritoneal ou gavage, evidenciaram os efeitos tóxicos provocados pelo acetaldeído, como aumento significativo de lipoperoxidação, adutos e fragmentação de DNA no fígado e cérebro destes animais. A detecção dos adutos de DNA se mostrou uma ferramenta importante para a detecção dos efeitos provocados por exposição ao aldeído. No tratamento de animais por inalação com variadas concentrações de acetaldeído, que expôs os animais a quantidades do aldeído similares às encontradas em atmosferas poluídas, foi observado aumento de lipoperoxidação, sendo este dose dependente no fígado e pulmão. Já no cérebro, os níveis de MDA foram significativamente maiores em 10 ppb e 30 ppb em relação a 0 ppb e controle, e diminuíram significativamente em 90 ppb. Em relação aos níveis de fragmentação do DNA, observamos no pulmão aumento foi dose dependente em relação à concentração de aldeído. A quantificação de 1,N2-εdGuo e 1,N2-propanodGuo mostrou aumentos de ambos os adutos no pulmão de todos animais expostos ao acetaldeído . No fígado, também, foram detectados aumentos nos níveis de 1,N2-propanodGuo. A formação de 8-oxo-7,8-dihidro-2-desoxiguanosina, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosina e 1,N2-propano-2-desoxiguanosina na urina de moradores da cidade de São Paulo, também foi investigada, com o desenvolvimento de metodologia ultra-sensível e reprodutiva por HPLC e espectrometria de massa, que indicou a presença dos três adutos nas urinas analisadas. A detecção do 1,N2-propanodGuo na urina é inédita. Nossos resultados comprovam que o acetaldeído é um forte agente citotóxico e genotóxico, mesmo em concentrações muito baixas, podendo contribuir para o esclarecimento dos mecanismos de desenvolvimento de doenças atribuídas ao aldeído, como o câncer. Além disso, o desenvolvimento de metodologias ultra-sensíveis para detecção e quantificação de adutos na urina e DNA isolado contribui para o emprego destes adutos, em especial o 1,N2-propano- 2-desoxiguanosina, como possível biomarcador de exposição ao acetaldeído presente em atmosferas poluídas e em patologias associadas ao estresse redox e abuso de bebidas alcoólicas. / Acetaldehyde is a known mutagen and carcinogen that can be produced endogenously by ethanol oxidation or directly inhaled as an air pollutant produced by fuel oxidation. The toxicity of acetaldehyde was evaluated in vitro and in vivo models, by means of oxidative stress parameters such as lipid peroxidation (measured as malonaldialdehyde -MDA), DNA fragmentation and DNA adducts such as 8-oxo-7,8-dihydro-2-desoxiguanosine, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosine and 1,N2-propano-2-desoxiguanosine, this adducts were analyzed by an ultra-sensible and reproducible HPLC coupled to mass spectrometry assay. Treatment of human normal fibroblast (IMR-90) with a wide range of concentrations (58 µM to 711 µM) resulted in an increase in citotoxicity, lipid peroxidation, DNA fragmentation, intracellular calcium release and DNA adducts. Furthermore, lycopene (20 µM) presented a protective effect against the cellular deleterious properties of acetaldehyde. Treatment of Wistar rats for 8 and 30 days with 150 mg/kg and 60 mg/kg intra-peritonially or by gavage resulted in increased toxicity, measured by lipid peroxidation and DNA damage in liver and brain. The detection of DNA adducts was shown an important tool for the identification of deleterious effects induced by exposure to the aldehyde. Animals treated by inhalation, of amounts commonly found in polluted air samples, presented increased levels of lipid peroxidation in a dose dependent manner in liver and lungs. Nevertheless, in the brain of those animals the higher concentration was devoid of toxic effect measured as MDA levels. Lung tissue presented increased levels of DNA fragmentation. Furthermore, increased levels of 1,N2-εdGuo and 1,N2-propanodGuo was also observed in lungs of all animals. In DNA from livers, 1,N2-propanodGuo presented increased levels. Formation of 8-oxo-7,8-dihydro-2-desoxiguanosine, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosine and 1,N2-propano-2-desoxiguanosine in urine samples of people living in the city of São Paulo were also investigated using a newly developed and ultra-sensible methodology base in HPLC coupled to mass spectrometry. This methodology enabled us to detect, for the first time, the presence of 1,N2-propanodGuo in urine samples. In summary, our results demonstrate the acetaldehyde is a strong cytotoxic and genotoxic agent even at low concentrations, being able to contribute to the development of pathology such as cancer. Furthermore, the development of a very ultra-sensitive methodology for the detection of these adducts, mainly ,N2-propano- 2-desoxiguanosine, enables its use as a possible biomarker of acetaldehyde exposure in polluted air samples and in pathologies associated with redox unbalance and ethanol consumption.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-21072010-134123 |
| Date | 21 June 2010 |
| Creators | Camila Carrião Machado Garcia |
| Contributors | Marisa Helena Gennari de Medeiros, Mauricio da Silva Baptista, Nadja Cristhina de Souza Pinto Lardner, Carlos Frederico Martins Menck, Luis Eduardo Soares Netto |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Biológicas (Bioquímica), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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