Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/38773
Type: Tese
Title: Toxicidade ambiental e degradação do antirretroviral fumarato de tenofovir desoproxila.
Authors: Sandra Regina Silva
First Advisor: Sérgia Maria Starling Magalhães
First Co-advisor: Marcos Paulo Gomes Mol
First Referee: José Eduardo Gonçalves
Second Referee: Cristiane Freitas de Azevedo Barros
Third Referee: Micheline Rosa Silveira
metadata.dc.contributor.referee4: Raquel Sampaio Jacob
Abstract: O fumarato de tenofovir desoproxila (TDF) é um antirretroviral da classe dos análogos de nucleotídeos, um dos componentes do tratamento de primeira linha da infecção de pessoas pelo HIV/AIDS. Foram propostas neste estudo a avaliação dos potenciais efeitos citotóxicos do TDF sobre a cianobactéria Microcystis novacekii, o microcrustáceo Artemia salina, a bactéria Aliivibrio fischeri e a avaliação da citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade do TDF utilizando Allium cepa como sistema teste. Ainda, foram comparados os processos de biodegradação usando M. novacekii e degradação oxidativa via reagente de Fenton para tratamento de resíduos do TDF. Os testes de toxicidade foram efetuados segundo protocolos internacionais, visando a determinação da concentração inibitória 50% (IC50) do tenofovir desoproxila para as espécies envolvidas (M. novacekii, A. salina e A. fischeri). O potencial genotóxico e mutagênico do TDF foi estimado por exposição das sementes de Allium cepa ao fármaco e análise das alterações citogenotóxicas das radículas por microscopia ótica. Além disso, a biodegradação foi avaliada pela exposição da cianobactéria a concentrações não letais do TDF com o monitoramento analítico da presença do fármaco nas culturas, utilizando-se a cromatografia liquída de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas - HPLC/MS. Para a degradação oxidativa do TDF utilizou-se o reagente de Fenton e monitorou-se o processo de degradação por meio de HPLC/MS e análise do teor de carbono orgânico total (TOC). A concentração de tenofovir desoproxila que levou ao efeito inibitório de crescimento (IC50) em 96h da M. novacekii foi de 161.01 (156.81-165.21) mg.L-1. Para a espécie A. salina obteve-se a IC50 após 24h de 111.82 (103.18-120.45) mg.L-1; e para A. fischeri a IC50 em 15 min. foi de 14.83 (13.87-15.79) mg.L-1, demonstrando que o A. fischeri, uma bactéria decompositora, mostrou-se o organismo mais sensível ao fármaco. Os resultados do teste com A. cepa indicam o potencial genotóxico com a prevalência de aderências cromossômicas, brotos e micronúcleos em concentrações superiores a 26.5 mg.L-1. Os testes de biodegradação demonstraram que a cianobactéria M. novacekii apresentou potencial para biodegradação do TDF com remoção de aproximadamente 90% do fármaco (88.7 a 94.1)% em 16 dias. A degradação oxidativa utilizando reagente de Fenton, levou a degradação do fármaco com dois minutos de reação com taxas de remoção variando entre 58.5 e 94.1%, formando no entanto produtos secundários, que não foram identificados. Os resultados indicam um baixo potencial citotóxico do TDF para espécies aquáticas, assim como baixa genotoxicidade, de acordo com o modelo do A. cepa em concentrações residuais compatíveis com sua presença no ambiente. Tanto a biodegradação pela M. novacekii como a degradação oxidativa mostraram-se eficientes na remoção de TDF em soluções aquosas, porém não levaram à depuração total do fármaco no meio. Ambos os processos constituem alternativas que podem ser exploradas em plantas de tratamento de efluentes e esgotos, reduzindo a difusão ambiental desses resíduos. Pode-se concluir que a baixa toxicidade observada não garante que o TDF seja um fármaco ambientalmente seguro, se considerarmos sua baixa solubilidade em meio aquoso, a possibilidade de acumulação em sedimentos e sua resistência à degradação total com os processos usuais de degradação.
Abstract: Tenofovir deoproxyl fumarate (TDF) is an antiretroviral in the class of nucleotide analogs, one of the components of the treatment of the first line of infection by people with HIV/AIDS. This study aimed to evaluate the potential cytotoxic effects of TDF on the cyanobacterium Microcystis novacekii, the Artemia salina microcrustacean, the bacterium Aliivibrio fischeri and the evaluation of cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity of TDF using the Allium cepa a test system. Still,was to compare biodegradation processes using M. novacekii and oxidative degradation via Fenton's reagent for treatment of TDF residues. Toxicity tests were performed according to international protocols to determine the 50% inhibitory concentration (IC50) of tenofovir disoproxil for the species involved (M. novacekii, A. salina and A. vibrio). In addition, the genotoxic and mutagenic potential of TDF was estimated by exposing Allium cepa seeds to the drug and analysis of cytogenototoxic changes of de radicles by optical microscopy. Biodegradation was assessed by cyanobacterial exposure to non-lethal concentrations of TDF with analytical monitoring of the presence of the drug in cultures using high performance liquid chromatography coupled with HPLC/MS mass spectrometry. For oxidative degradation of TDF, Fenton's reagent was used and the degradation process was monitored by HPLC/MS and total carbon content (TOC) analysis. The concentration of tenofovir desoproxil that led to the growth inhibitory effect (IC50) at 96h of M. novacekii was 161.01 (156.81-165.21) mg L-1. For A. salina species the average inhibition after 24h was 111.82 (103.18-120.45) mg.L-1 and for A. fischeri the IC50 at 15 min was 14.83 (13.87- 15.79) mg L-1, showing that A. fischeri, a decomposing bacterium, was the most sensitive organism to the drug. The results of the A. cepa test indicate the genotoxic potential with the prevalence of chromosomal adhesions and bud and micronucleus at concentrations higher than 26.5 mg.L-1. Biodegradation tests have shown that cyanobacterium M. novacekii showed potential for TDF biodegradation with removal of approximately 90% of the drug (88.7 to 94.1)% in 16 days. Oxidative degradation using Fenton's reagent led to drug degradation with two minute reaction with removal rates ranging from 58.5 to 94.1% but with formation of by-products which were not identified. The results indicate a low cytotoxic potential of TDF for aquatic species as well as low genotoxicity, according to the A. cepa model at residual concentrations compatible with its presence in the environment. Both M. novacekii biodegradation and oxidative degradation were efficient to remove TDF in aqueous solutions, but did not lead to total clearance of the drug in the medium. Both processes are alternatives that can be explored in effluent and sewage treatment plants, reducing the environmental diffusion of these residues. From this study it can be concluded that the low toxicity observed does not guarantee that TDF is an environmentally safe drug, considering its low solubility in aqueous medium, the possibility of sediment accumulation and its resistance to processes of degradation.
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: FARMACIA - FACULDADE DE FARMACIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Medicamentos e Assistencia Farmaceutica
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/38773
Issue Date: 5-Feb-2020
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