Efeito do aumento da temperatura e presença de extrato bruto de Raphidiopsis raciborskii em peixes Rhamdia quelen

Abstract

Resumo: A água é um dos recursos mais afetados pela intensificação das atividades antrópicas. As consequências dessas atividades, como a eutrofização e o aquecimento global, favorecem as florações de cianobactérias produtoras de cianotoxinas, sendo este um grande problema em reservatórios de abastecimento público de água. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de uma espécie nativa de peixe exposta à diferentes temperaturas e às neurotoxinas produzidas pela Raphidiopsis raciborskii, utilizando biomarcadores de contaminação ambiental e análise proteômica. Para isso, o extrato bruto foi produzido a partir do cultivo dessas cianobactérias e as cianotoxinas presentes foram quantificadas. Peixes da espécie Rhamdia quelen, machos e fêmeas, foram expostos a diferentes tratamentos: controle 25°C, controle 30°C, extrato equivalente a 105 células/mL a 25°C e extrato de 105 células/mL a 30°C. Após 96 horas, os animais foram anestesiados e o sangue coletado. Após a eutanásia, os arcos brânquiais, rim posterior, cérebro, músculo, fígado e gônada foram coletados para análise de diferentes biomarcadores, enquanto o fígado também foi utilizado para a análise proteômica. A temperatura isoladamente foi capaz de alterar parâmetros sanguíneos, como os níveis de glicose e número de leucócitos, além de causar danos ao DNA. A análise proteômica do fígado mostrou que o aumento da temperatura pode alterar proteínas relacionadas a estruturação e transporte celular, produção de energia, resposta imune e vias metabólicas de diferentes compostos, como os aminoácidos. A quantificação de saxitoxinas, as cianotoxinas produzidas pela R. raciborskii, mostrou a estabilidade das mesmas em ambas as condições térmicas, de 25°C e 30°C. Contudo, diferentes efeitos foram observados nos peixes à elas expostos. Na exposição ao extrato da cianobactéria à 25°C, foi possível observar maiores alterações em parâmetros sanguíneos e danos ao DNA em diferentes tecidos, principalmente em machos. Já a exposição ao extrato da cianobactéria à 30°C, foi observado maiores danos bioquímicos em fêmeas, como lipoperoxidação, além de genotoxicidade em ambos os sexos em todos os tecidos analisados. Em ambas as condições térmicas, o extrato da cianobactéria foi capaz de alterar vias proteômicas relacionadas a estrutura celular, produção de energia, processos metabólicos e reprodução, contudo com alterações em proteínas diferentes. Estes resultados demonstram diferença sexual de respostas ao estresse, bem como o agravamento dos efeitos causados por cianotoxinas produzidas por R. raciborskii em fêmeas de Rhamdia quelen.

Abstract: The water is one of the resources most affected by the intensification of the anthropic activities. Consequences of these activities, such as eutrophication and global warming, can cause the cyanobacteria blooms that produce cyanotoxins and be a major problem in public water supply reservoirs. The aim of this study was to evaluate the native fish species response exposed to different temperatures and to neurotoxins produced by Raphidiopsis raciborskii, using environmental contamination biomarkers and proteomic analysis. For this, the crude extract was produced from the cultivation of these cyanobacteria and the cyanoxytoxins present were quantified. Male and female Rhamdia quelen fish were exposed to different treatments: 25°C control, 30°C control, extract equivalent to 105 cells/mL at 25°C and extract of 105 cells/mL at 30°C. After 96 hours, the animals were anesthetized and blood collected. After euthanasia, the gill, posterior kidney, brain, muscle, liver and gonad were collected for different biomarkers analysis, while the liver was also used for proteomic analysis. The temperature alone was able to change blood parameters, such as glucose levels and the number of leukocytes, in addition to causing DNA damage. Liver proteomic analysis showed that increasing temperature can alter proteins related to cell structure and transport, energy production, immune response and metabolic pathways of different compounds, such as amino acids. The saxitoxins quantification, the cyanotoxins produced by R. raciborskii, showed stability under both thermal conditions of 25°C and 30°C. However, different effects were observed in fish exposed to them. In exposure to cyanobacteria extract at 25°C, it was observed major changes in blood parameters and DNA damage in different tissues, especially in males. The exposure to cyanobacteria extract at 30°C, greater biochemical damage was observed in females than in males, such as lipoperoxidation, in addition to genotoxicity in both sexes in all tissues analyzed. In both thermal conditions, cyanobacteria extract was able to alter proteomic pathways related to cell structure, energy production, metabolic processes and reproduction, however with alterations in different proteins. These results demonstrate sexual differences in stress responses, as well as the effects worsening of cyanotoxins produced by R. raciborskii in females of R. quelen.