Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Alguns metais e metalóides são componentes celulares essenciais em quantidades vestigiais. E assim, desempenham vários papéis importantes em processos bioquímicos nos organismos. Possuem também um importante papel na medicina, sendo utilizados a milhares de anos para tratar vários tipos de doenças. O selênio é um micronutriente considerado um antioxidante, que poderia prevenir o câncer. No sistema biológico, o selênio existe na forma de selenoproteínas. Até o presente momento, 25 selenoproteínas humanas já foram identificadas, entre elas a enzima antioxidante glutationa peroxidase. A levedura Saccharomyces cerevisiae, ao contrário das células de mamíferos, é desprovida de selenoproteínas, sendo considerada como um modelo prático para estudos de toxicidade do selênio, sem qualquer interferência do metabolismo de selenoproteínas e possuem a capacidade de incorporar diversos metais tais como ferro, cádmio, zinco e selênio, assim como todos os organismos biológicos. Além disso, células de leveduras proliferam através da fermentação, o equivalente microbiano da glicólise aeróbia em mamíferos que é o processo utilizado por tumores. Vários relatos mostram que os efeitos pró-oxidantes e tóxicos induzidos por compostos de selênio ocorrem em doses mais baixas em células malignas quando comparadas às células normais dando ao selênio um grande potencial terapêutico no tratamento do câncer. O arsênio (As), na forma de trióxido de arsênio, tem sido amplamente usado como o tratamento mais efetivo para pacientes com leucemia promielocítica aguda. Contudo, o arsênio é bem conhecido como um agente tóxico e carcinogênico. Ele é um elemento amplamente distribuído no meio ambiente, presente na água, no ar e no solo e a exposição crônica a este metalóide aumenta a incidência de doenças como o câncer. Entre os efeitos tóxicos está a produção das Espécies Reativas de Oxigênios (ROS), causando estresse oxidativo e conseqüentemente danos às proteínas, aos lipídeos e ao DNA. O arsênio no ambiente ocorre nas formas orgânica e inorgânica e nos estados de oxidação trivalente e pentavelente. O objetivo deste trabalho foi analisar os efeitos da combinação entre o selênio e o arsênio nas células destas leveduras, além de estudar também o metabolismo do arsênio, usando linhagens mutantes da levedura S. cerevisiae que possuem deleções nos genes responsáveis pelo transporte do arsênio nas células (ARR1, ARR2 e ARR3) e a linhagem BY4741 WT, como referência. Os resultados obtidos indicaram que a linhagem com deleção no gene ARR1 sofreu danos oxidativos maiores causados pelo arsenato quando comparado com as outras linhagens. Estes danos foram evidenciados pelo aumento da peroxidação aos lipídios, diminuição dos resíduos SH e considerável produção de ROS, levando as células à apoptose. Em relação às células que foram previamente suplementadas com selenito e posteriormente incubadas com arsenato, o selênio foi capaz de diminuir a incorporação de As, porém, contribuiu para o aumento do estresse oxidativo aumentando os níveis de lipídeos peroxidados, diminuindo os níveis de SH livres, contribuiu para a formação de ROS e causou perda da integridade da membrana, levando as células também à apoptose. O conjunto destes resultados indica que, para as células da levedura S. cerevisiae, o selênio atua como um pró-oxidante e não como um antioxidante. / Some metals and metalloids are essential cellular components in trace amounts, which play important roles in various biochemical processes in organisms. They also have an important role in medicine, being used for thousands of years to treat various diseases. Selenium is a micronutrient considered an antioxidant that could prevent cancer. In biological systems, the selenium is in the form of selenoproteins. To date, 25human selenoproteins have been identified, including the antioxidant enzyme glutathione peroxidase. The yeast Saccharomyces cerevisiae, in contrast to mammalian cells, is devoid of selenoproteins, considered as a practical model for studies of toxicity of selenium, without any interference with the metabolism of selenoproteins and have the ability to incorporate various metals such as iron, cadmium , zinc and selenium, as well as all biological organisms. Additionally, yeast fementing the microbial equivalent of aerobic glycolysis in mammals that is the process used by tumors. Several reports have shown that the pro-oxidant-induced toxicity and selenium compounds occurring in lower doses of malignant cells to normal cells as compared to selenium giving a great therapeutic potential in the treatment of cancer. Arsenic (As), more precisely, as arsenic trioxide, has been widely used as the most effective treatment for patients with acute promyelocytic leukemia. However, the arsenic is well know as an agent toxic and carcinogenic. It is an element widely distributed in the environment, present in water, air and soil and chronic exposure to this metalloid increases the incidence of diseases like cancer. Among the toxic effects is the production of Reactive Oxygen Species (ROS) causing oxidative stress and consequently damage to proteins, to lipids and DNA. Arsenic in the environment occurs in the organic and inorganic forms and trivalent and pentavalent oxidation states. The objective of this study was to analyze the effects of combination between selenium and arsenic in these yeast cells, and also study the metabolism of arsenic, using mutant strains of yeast S. cerevisiae that have deletions in the genes responsible for the transport of arsenic in the cells (ARR1, ARR2 e ARR3) and the strain BY4741 WT as reference. The results indicated that the strains with a deletion in the gene ARR1 suffered more oxidative damage caused by arsenic compared with other strains. This damage was evidenced by increased peroxidation of lipids, reduction of SH residues and considerable ROS production, leading cells to apoptosis. In relation to cells that were previously supplemented with selenium and subsequently incubated with arsenic, selenium was able to decrease the incorporation of As, however, contributed to the increased oxidative stress by increasing levels of lipid peroxidation with arsenic, decreasing levels of free SH, contributed to the formation of ROS and caused loss of membrane integrity, leading also to cell apoptosis. Together, these results indicated that, for cell of the yeast S. cerevisiae, selenium acts as a pro-oxidant and not as an antioxidant.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:136 |
| Date | 09 March 2012 |
| Creators | Danielle da Cunha Campos |
| Contributors | Maria José Neves, Raquel Gouvêa dos Santos |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTRA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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