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http://hdl.handle.net/1843/50460| Type: | Tese |
| Title: | Estudo da genotoxicidade e do perfil metabólico de trabalhadores expostos aos agrotóxicos para identificação de potenciais biomarcadores no biomonitoramento da exposição ocupacional. |
| Authors: | Daniela Magalhães Nolasco |
| First Advisor: | Leiliane Coelho André |
| First Co-advisor: | Maria José Nunes de Paiva |
| First Referee: | Isarita Martins Sakakibara |
| Second Referee: | Alessandra Cristina Pupin Silvério |
| Third Referee: | Adriana Nori de Macedo |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Adriano de Paula Sabino |
| Abstract: | Os agrotóxicos constituem uma categoria heterogênea de produtos químicos destinados especificamente para o controle e mitigação de pragas. Com o constante aumento do uso no país, o risco à saúde humana e ao meio ambiente tem aumentado de forma proporcional, ocorrendo devido a exposição ocupacional e ambiental a estes compostos. O uso desses produtos químicos está associado a vários efeitos tóxicos relacionados à toxicidade aguda e crônica, como infertilidade, distúrbios hormonais, alterações psiquiátricas e câncer. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a genotoxicidade, utilizando os ensaios Cometa e Citoma, associada ao estudo do perfil metabólico dos indivíduos expostos ocupacionalmente aos agrotóxicos, aplicando a ferramenta da metabolômica, para identificação de potenciais novos biomarcadores. Para isso, os testes de genotoxicidade foram realizados em indivíduos do sexo masculino expostos ocupacionalmente e do sexo feminino, expostas ambientalmente aos agrotóxicos. Os resultados do ensaio cometa mostraram um nível de dano ao DNA de 15,93 ± 3,50 para o grupo masculino e de 13,02 ± 1,79 para o grupo feminino. A comparação foi realizada pelo teste de Mann-Whitney, o qual demonstrou maior dano genotóxico em voluntários do sexo masculino em relação ao feminino (p=0,0068). Com relação às alterações celulares, os resultados foram avaliados estatisticamente e não houve diferença significativa em relação às células binucleadas (p=0,057) e às células com cariorrexe (p=0,159), mas foi possível perceber um aumento significativo com relação à quantidade de células cariolíticas (p=0,004), micronúcleos (p=0,004) e células picnóticas (p=0,0003) nos indivíduos expostos ocupacionalmente aos agrotóxicos. A metabolômica foi realizada em plasma e urina dos mesmos indivíduos expostos ocupacionalmente e indivíduos do grupo controle, utilizando as técnicas de cromatografia líquida e cromatografia gasosa acopladas à espectrometria de massas (UPLC-MS e GC-MS). A análise multivariada do metaboloma foi realizada pelos métodos Análise de Componentes Principais (PCA), Análise Discriminante por Mínimos Quadrados Parciais (PLS-DA) ou Análise Ortogonal Discriminante por Mínimos Quadrados Parciais (OPLS-DA), que demonstraram uma boa separação das amostras dos grupos estudados. A partir dos resultados obtidos por UPLC-MS, foi possível a identificação de 21 metabólitos discriminadores em plasma e 17 em urina. Com a análise da curva ROC, foram revelados os compostos com maior potencial para biomarcadores. A análise abrangente das vias metabólicas influenciadas pela exposição aos agrotóxicos revelou alterações, principalmente, no metabolismo de aminoácidos e de várias classes de lipídios. Foi possível inferir que a exposição a esses produtos químicos produz toxicidade por meio de múltiplos mecanismos, principalmente, estresse oxidativo, reações inflamatórias, alterações de membranas e disfunção mitocondrial. Os resultados encontrados pela análise por GC-MS não foram capazes de discriminar metabólitos com potencial para possíveis biomarcadores. Este estudo indicou que a abordagem integrada, com a utilização da metabolômica e avaliação dos biomarcadores de genotoxicidade, forneceu informações importantes sobre respostas biológicas complexas. |
| Abstract: | Pesticides constitute a heterogeneous category of chemical products intended specifically for the control and mitigation of pests. With the constant increase in use in the country, the risk to human health and the environment has increased proportionally, occurring due to occupational and environmental exposure to these compounds. The use of these chemicals is associated with several toxic effects related to acute and chronic toxicity, such as infertility, hormonal disorders, psychiatric disorders and cancer. The present work aimed to evaluate genotoxicity using the Comet and Cytoma assays, associated with the study of the metabolic profile of individuals occupationally exposed to pesticides, applying the metabolomics tool to identify potential new biomarkers. For this, genotoxicity tests were carried out on male individuals occupationally exposed and female individuals environmentally exposed to pesticides. The comet assay results were carried out in males exposed occupationally and females, exposed environmentally to pesticides. The comet assay results showed a DNA damage level of 15.93 ± 3.50 for the male group and 13.02 ± 1.79 for the female group. Comparison was performed using the Mann-Whitney test, which showed greater genotoxic damage in male volunteers compared to female volunteers (p=0.0068). With regard to cell alterations, the results were statistically evaluated and there was no significant difference in relation to binucleated cells (p=0.057) and cells with karyorrhexis (p=0.159), but it was possible to perceive a significant increase in relation to the number of cells karyolytic (p=0.004), micronuclei (p=0.004) and pyknotic cells (p=0.0003) in individuals occupationally exposed to pesticides. Metabolomics was carried out in plasma and urine of the same occupationally exposed individuals and individuals in the control group, using liquid chromatography and gas chromatography techniques coupled with mass spectrometry (UPLC-MS and GC-MS). Multivariate analysis of the metabolome was performed using Principal Components Analysis (PCA), Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA) or Partial Least Squares Discriminant Orthogonal Analysis (OPLS-DA), which demonstrated good separation of samples from studied groups. From the results obtained by UPLC-MS, it was possible to identify 21 discriminating metabolites in plasma and 17 in urine. With the analysis of the ROC curve, the compounds with the greatest potential for biomarkers were revealed. Comprehensive analysis of the metabolic pathways influenced by exposure to pesticides revealed changes, mainly, in the metabolism of amino acids and several classes of lipids. It was possible to infer that exposure to these chemicals produces toxicity through multiple mechanisms, such as oxidative stress, inflammatory reactions, membrane changes and mitochondrial dysfunction. The results found by the GC-MS analysis were not able to discriminate metabolites with potential for possible biomarkers. This study indicated that the integrated approach, with the use of metabolomics and evaluation of genotoxicity biomarkers, provided important information on complex biological responses. |
| 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 Análises Clínicas e Toxicológicas |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/50460 |
| Issue Date: | 20-Dec-2022 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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