Uso de embrião de ave (Gallus gallus) como organismo modelo para embriotoxicidade do chumbo e arsênio

Abstract

Resumo: Como uma diversidade de xenobióticos tem sido descritos como causadores de diversos tipos de malformações durante o desenvolvimento embrionário, incluindo o sistema nervoso central, este tema passou a ser de grande relevância à saúde pública. Os estádios iniciais de desenvolvimento dos embriões de ave são muito similares aos dos mamíferos tornando-os, assim, um modelo promissor para o estudo da toxicologia e permitindo extrapolar, com algumas ressalvas, para os efeitos de exposição aos humanos. Com as dificuldades impostas ao trabalho com embriões de mamíferos, incluindo humanos, o uso do embrião de galinha (Gallus gallus) surge como uma opção na avaliação do efeito da exposição a poluentes, inclusive na avaliação de misturas complexas. Assim, neste estudo buscamos avaliar o uso de embriões de ave empregando a exposição a um metal e um metalóide reconhecidamente tóxicos: chumbo (Pb) e arsênio (As) 1,5; 15 e 150 ng/ovo, incluindo a mistura binária destes com as menores concentrações. Os embriões de ave foram expostos de forma isolada ou combinada, e os aspectos morfológicos e bioquímicos (atividade da catalase e GST e os níveis de GSH, LPO e PCO), bem como a expressão de proteínas chaves no mecanismo de adesão celular (caderina e catenina) foram empregados na avaliação dos efeitos dos poluentes nos embriões após 3 e 7 dias de desenvolvimento. Os resultados mostraram que esses contaminantes causam um aumento na mortalidade embrionária e no aparecimento de diversas malformações anatômicas, incluindo malformações na região caudal, no olho e vesícula óptica e principalmente no sistema nervoso. Tanto as exposições isoladas quanto a mistura desencadearam uma desregulação do sistema redox nas células embrionárias. Essas alterações causadas no sistema redox pode ser um dos fatores envolvidos com o aumento de malformações e com a taxa de mortalidade observada nos grupos contaminados com esses xenobióticos. Foi observado ainda que os dois poluentes apresentaram a capacidade de interferir com a expressão das caderinas e cateninas, alterando vias de sinalização e adesão celular. Podemos sugerir então, que a desregulação na expressão dessas moléculas também é um fator envolvido com as malformações observadas. O modelo de embrião de ave foi considerado adequado para avaliar a toxicidade durante o desenvolvimento, pois apresentou alterações em diferentes níveis de organização biológica, as quais mostraram-se danosas para o embrião, podendo comprometer o desenvolvimento intrauterino e pós-natal do indivíduo. Palavras-chave: Embriotoxicologia, chumbo, arsênio, mistura, risco de exposição.

Abstract: Once a diversity of xenobiotics have been described as causing various types of malformations during embryonic development, including the central nervous system, this topic has become of great relevance to public health. The early stages of development of bird embryos are very similar to those of mammals thus making them a promising model for the study of toxicology and allowing extrapolating, with some caveats, for the effects of exposure to humans. With the difficulties imposed on working with mammalian embryos, including humans, the use of the chicken embryo (Gallus gallus) appears as an option in the evaluation of the effect of exposure to pollutants, including the evaluation of complex mixtures. Thus, in this study we sought to evaluate the use of bird embryos using exposure to a metal and a metalloid known as toxic: lead (Pb) and arsenic (As) 1,5, 15 and 150 ng / egg, including the binary mixture of these with the lowest concentrations. The avian embryos were exposed in an isolated and combined manner, and the morphological and biochemical aspects (catalase and GST activity and levels of GSH, LPO and PCO) as well as the expression of key proteins in the cadherin and catenin cell adhesion mechanism, were used to evaluate the effects of pollutants on embryos after 3 and 7 days of development. The results showed that these contaminants cause an increase in the embryonic mortality and in the appearance of several anatomical malformations, including malformations in the caudal region, in the eye and optic vesicle and mainly in the nervous system. Both isolated and mixed exposures triggered a deregulation of the redox system in embryonic cells. These changes caused in the redox system may be one of the factors involved in the increase in malformations and in the mortality rate observed in the groups contaminated with these xenobiotics. It was also observed that the two pollutants showed the ability to interfere with the expression of cadherins and catenins, altering signaling pathways and cell adhesion. We can then suggest that deregulation in the expression of these molecules is also a factor involved with the observed malformations. The bird embryo model was considered adequate to evaluate developmental toxicity, as it presented alterations in different levels of biological organization, which were harmful to the embryo, and could compromise the intrauterine and postnatal development of the individual. Keywords: Embryotoxicology, lead, arsenic, mixture, risk of exposure.