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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.60.2016.tde-05102016-092639
Document
Author
Full name
Lílian Cristina Pereira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2016
Supervisor
Committee
Dorta, Daniel Junqueira (President)
Amaral, Maria Esmeria Corezola do
Bechara, Alexandre
Oliveira, Gisele Augusto Rodrigues de
Palmeira, Carlos Manoel Marques
Title in Portuguese
Avaliação dos congêneres BDE-100 e BDE-153 de éteres difenílicos polibromados sobre a linhagem celular HepG2 e linfócitos humanos: efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos
Keywords in Portuguese
Citotoxicidade
Éteres de difenilas polibromadas (PBDEs)
Genotoxicidade e Autofagia
Retardantes de chama
Abstract in Portuguese
Os retardantes de chama bromados são substâncias utilizadas em bens de consumo para aumentar sua resistência ao fogo e/ou altas temperaturas. Para este fim os Éteres Difenílicos Polibromados (PBDEs do inglês polybrominated diphenyl ether) representam a classe mais utilizada tendo em vista sua eficiência no controle da propagação da chama e baixo custo. Estes compostos são considerados persistentes, bioacumuláveis, podem ser transportados para longas distâncias e apresentam toxicidade podendo causar desregulação endócrina, entretanto os mecanismos de toxicidade ainda não foram bem estabelecidos. Desta forma, o presente projeto utilizou linhagens celulares de Hepatoblastoma Humano (HepG2), HeLa, Hepatócitos e linfócitos humanos a fim de elucidar seus mecanismos de toxicidade. Os resultados significativos demonstram a capacidade destes compostos em induzir dano primário no DNA (0,5 ?mol/L para o BDE-153 e 5 ?mol/L para o BDE-100) monitorado pelo teste do cometa, que não foi reparado após 24 horas de exposição. No entanto, não se observou um aumento de micronúcleos em HepG2 e linfócitos após exposição aos congêneres (0,1 - 25 ?mol/L) nem mesmo mutagenicidade no ensaio de Salmonella typhimurium. Contudo, os compostos apresentam capacidade de diminuir a redução do brometo de 3-(4,5 dimetiltiazol-2il)-2,5 difenil tetrazólio (MTT), proliferação e interferem no ciclo celular nos cultivos celulares avaliados. Estes efeitos de citotoxicidade estão relacionados com a disfunção mitocondrial, uma vez que ambos PBDEs geram dissipação do potencial de membrana mitocondrial, formação e acúmulo de espécies reativas, culminando em morte celular apoptótica, demonstrada pela manutenção da fosfatidil serina na face externa da membrana celular, pela condensação e fragmentação nuclear, presença de fatores pró-apoptóticos no citosol da célula, tais como citocromo C e AIF além da ativação de caspases 3 e 9. Estes dados corroboram com o fato de não ter liberação de lactato desidrogenase intracelular, excluindo a morte celular por necrose. E por fim, foi possível observar que a exposição aos compostos ativa o processo autofágico, a princípio como um mecanismo de citoproteção observado pela conversão de LC3I em LC3II e acúmulo de p62 (marcadores autofágicos) além de marcações imunicitoquímicas para LC3II e co-localização de lisossomos no padrão pontuado, indicanto acúmulos da proteína LC3 e lisossomos, formando os autofagossomos. Em conjunto nossos resultados apresentam a capacidade de induzir instabilidade genômica e citotoxicidade desta classe de compostos, reforçando a idéia de que os PBDEs representam risco à população exposta
Title in English
Evaluation of the effects of polybrominated diphenyl ethers congeners, BDE-100 and BDE-153, on the HepG2 cell line
Keywords in English
Cytotoxicity
Flame retardants
Genotoxicity and Autophagy
Polybrominated difenilas Ethers (PBDEs)
Abstract in English
The brominated flame retardants are substances used in consumer goods to increase its fire resistance and/or high temperatures. Due to, the polybrominated diphenyl ethers (Polybrominated diphenyl ether) are the most commonly used class in view of its efficiency in controlling the spread of flame and low cost. These compounds are considered persistent, bioaccumulative, can be transported over long distances and have toxicity. However the toxic mechanisms of action have not been well established. Thus, this project held cytotoxic, genotoxic and mutagenic assays in HepG2, HeLa, hepatocytes and human lymphocytes cells in order to elucidate the mechanisms of toxicity. The results demonstrate the ability of these compounds to induce primary DNA damage (0.5 ?M for BDE-153 and 5 ?M for BDE-100) monitored by the comet assay, it was not repaired after 24 hours of exposure. However, there was not observed nether increase in micronuclei in HepG2 cells and lymphocytes after exposure to the congeners (0.1 - 25 ?M) even in the Salmonella typhimurium mutagenicity assay. However, the compounds show the ability to reduce MTT reduction, proliferation, and interfere with cell cycle evaluated in cell cultures. These cytotoxic effects are related to mitochondrial dysfunction, since both PBDE generate dissipation of the mitochondrial membrane potential, accumulation of reactive oxygen species, resulting in apoptotic cell death, demonstrated by the maintenance of serine phosphatidyl on the external surface of the cell membrane, by condensation and nuclear fragmentation, the presence of pro-apoptotic factors in the cytosol of the cell, such as cytochrome c and AIF plus activating caspase 3 and 9. These data corroborate the fact of not having to intracellular lactate dehydrogenase release, excluding death cell necrosis. Finally, it was observed that exposure to the active compounds the autophagic process, at first as a cytoprotective mechanism observed by LC3I conversion in LC3II and accumulation of p62 (autophagic markers) plus imunicitoquímicas markings for LC3II and co-location lysosomes in dotted pattern, indicanto accumulations of LC3 protein and lysosomes, forming autophagosomes. Together our results show the ability to induce genomic instability and cytotoxicity of this class of compounds, reinforcing the idea that PBDEs pose a risk to the exposed population
 
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Release Date
2018-10-05
Publishing Date
2016-12-01
 
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