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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.9.2022.tde-19052022-174626
Document
Author
Full name
Larissa Souza Passos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Pinto, Ernani (President)
Duarte, Rafael Mendonça
Gomes, Adriana Regina Chippari
Machado, Levi Pompermayer
Title in Portuguese
Resposta de múltiplos biomarcadores em Oreochromis niloticus (Teleostei: Cichlidae) expostos a uma cianobactéria produtora de guanitoxina
Keywords in Portuguese
Estresse oxidativo
Genotoxicidade
Osmorregulação
Peixes
Toxinas
Abstract in Portuguese
Mudanças nas condições ambientais dos ecossistemas aquáticos causadas por ações antrópicas podem modificar a composição dos produtores primários, promovendo a proliferação excessiva de cianobactérias. Esses organismos podem formar florações, que afetam diretamente a vida aquática. O presente estudo investigou a mutagenicidade da cianobactéria Sphaerospermopsis torques-reginae (cepa ITEP-024) produtora de guanitoxina (organofosforado natural) e os efeitos subletais em peixes em concentrações ambientalmente relevantes. Para isso, o teste de Ames (Salmonella/microssoma) foi realizado como um ensaio mutagênico para extratos da cepa ITEP-024. Espécimes de Oreochromis niloticus (Teleostei: Cichlidae) foram submetidos à exposição aguda de 96 horas a diferentes concentrações do extrato aquoso da cepa: C = grupo controle; T1 = 31,25 mg/L; T2 = 62,5 mg/L; T3 = 125 mg/L e T4 = 250 mg/L. Biomarcadores genotóxicos, bioquímicos, osmorregulatórios e fisiológicos foram analisados. Nossos resultados mostraram que a cianobactéria apresentou uma resposta mutagênica fraca para a cepa TA102 de Salmonella com e sem ativação metabólica por S9. As cepas TA98 e TA100 não foram alteradas. Os peixes dos tratamentos T3 e T4 apresentaram alterações no estresse oxidativo (enzimas catalase, superóxido dismutase e glutationa S-transferase), inibição da enzima acetilcolinesterase, formação de micronúcleos e alterações osmorregulatórias (ativação das enzimas anidrase carbônica e HA+ ATPase). Nenhum acúmulo de guanitoxina foi detectado nos diferentes tecidos de O. niloticus por LC-MS/MS. Nossos resultados mostraram dados de mutagenicidade inéditos para uma cianobactéria produtora de guanitoxina e alterações bioquímicas, osmorregulatórias e genotóxicas em peixes. Apesar da grande preocupação relacionada a presença de guanitoxina em florações em ecossistemas de água doce, até o momento, não existem planos de monitoramento e sua concentração ainda não é regulamentada.
Title in English
Multiple biomarkers response of Oreochromis niloticus (Teleostei: Cichlidae) exposed to a guanitoxin-producing cyanobacterial strain
Keywords in English
Fish
Genotoxicity
Osmoregulation
Oxidative stress
Toxins
Abstract in English
Changes in environmental conditions in aquatic ecosystems caused by anthropic actions can modify the composition of primary producers, promoting the excessive proliferation of cyanobacteria. These organisms can form cyanobacterial blooms, which directly affect aquatic life. The present study investigated the mutagenicity of the cyanobacterium Sphaerospermopsis torques-reginae (strain ITEP-024) guanitoxin-producing (natural organophosphate) and sublethal effects on fish in relevant environment concentrations. For this, Ames test (Salmonella/microsome) was performed as a mutagenic assay for extracts of ITEP-024 strain. Specimens of Oreochromis niloticus (Teleostei: Cichlidae) were subjected to acute 96-hour exposure to different concentrations of aqueous extract of the strain: C = control group; T1 = 31.25 mg L-1; T2 = 62.5 mg L-1; T3 = 125 mg L-1, and T4 = 250 mg L-1. Genotoxic, biochemical, osmoregulatory, and physiologic biomarkers were analyzed. Our results showed that the cyanobacterium had a weak mutagenic response for TA102 strain of Salmonella with and without metabolic activation by S9. Strains TA98 and TA100 were not affected. Fish from treatments T3 and T4 showed changes in oxidative stress (CAT, SOD, and GST enzymes), inhibition of the enzyme AChE activity, micronucleus formation, and osmoregulatory disorders. No guanitoxin accumulation was detected in the different tissues of O. niloticus by LC-MS/MS. Our results showed unprecedented mutagenicity data of the cyanobacteria guanitoxin-producing by Ames test and biochemical, osmoregulatory, and genotoxic disorders in fish, providing efficient aquatic contamination biomarkers. Despite the great concern related to the presence of guanitoxin in blooms in freshwater ecosystems, there is no monitoring, and its concentration is not yet regulated.
 
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Publishing Date
2022-06-07
 
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