Avaliação toxicológica dos praguicidas diclofope-metil e diclofope usando análises in silico e cultura de células HepG2 como métodos alternativos à experimentação animal
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-25092025-092505/ |
Resumo: | A Revolução Industrial acabou introduzindo uma gama de substâncias novas no ambiente na busca pelas transformações tecnológicas e produtos que pudessem otimizar e/ou aumentar a produção de bens de consumo para a sociedade - muitas delas, de uso cotidiano como cosméticos, medicamentos de uso humano e veterinário, praguicidas, retardantes de chama, surfactantes, entre outros. Essas substâncias passaram a ser chamadas de contaminantes de preocupação emergente, dado sua presença no ambiente e a possibilidade de causar danos à saúde humana e ao ecossistema, mas que não são tradicionalmente monitoradas ou regulamentadas. Assim, o estudo dos seus efeitos à saúde humana e impactos ambientais tornou-se fundamental para o consumo consciente e a avaliação adequada do risco a sua exposição. Entre esses compostos, estão os praguicidas, que, apesar de conter alguns compostos já bem conhecidos quanto a toxicidade, constitui uma classe bastante abrangente e que ainda carece de dados de estudos científicos. No contexto nacional, o tema torna-se ainda mais crítico, visto que a economia do Brasil se baseia, majoritariamente, no agronegócio - o Brasil é um dos maiores produtores e exportadores de grãos como soja e milho. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar possíveis efeitos tóxicos do diclofope-metil, que é um praguicida de amplo espectro utilizado em lavouras de trigo, soja, feijão e cebola, bem como da sua forma ativa, o diclofope, a fim de contribuir com dados para o embasamento de medidas regulatórias e de tratamento para o uso dessas substâncias pelas autoridades competentes. Dado esse contexto e tomando como base para este projeto o princípio dos 3R\'s, exposto por Russel e Burch em 1959, que tem como intuito reduzir, refinar e substituir métodos que utilizem animais, foram utilizados métodos in silico e in vitro com cultura de células derivadas de hepatócitos em monocamada (2D) para a análise toxicológica do diclofope-metil e do diclofope. De maneira geral, resultados significativos foram observados nos ensaios com células expostas ao diclofope-metil, que apresentou efeitos tempo e dose-dependente na viabilidade e proliferação celular, os quais podem estar associados ao aumento na formação de espécies reativas de oxigênio, visto que os ensaios apresentaram um perfil crescente na produção/acúmulo das espécies reativas de oxigênio, principalmente após 48h de exposição. Após esse tempo, o potencial da membrana celular também foi prejudicado. Entretanto, ao avaliar os resultados para as células expostas ao diclofope, a forma ativa do praguicida, não foi possível observar efeitos tóxicos significativos. A única condição observada com efeitos significativos foi a interferência sobre a proliferação celular após 24h de exposição. Em relação à genotoxicidade, não foi possível observar danos ao material genético, corroborando com a predição in silico, que alertava sobre o potencial genotóxico em apenas um dos três métodos analisados para ambos os praguicidas. |
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Avaliação toxicológica dos praguicidas diclofope-metil e diclofope usando análises in silico e cultura de células HepG2 como métodos alternativos à experimentação animalToxicological evaluation of the pesticides diclofop-methyl and diclofop using in silico analysis and HepG2 cell culture as alternative methods to animal experimentation2D cell culture assaysAnálises in silicoCultura de células 2DDiclofopDiclofop-methylDiclofopeDiclofope-metilA Revolução Industrial acabou introduzindo uma gama de substâncias novas no ambiente na busca pelas transformações tecnológicas e produtos que pudessem otimizar e/ou aumentar a produção de bens de consumo para a sociedade - muitas delas, de uso cotidiano como cosméticos, medicamentos de uso humano e veterinário, praguicidas, retardantes de chama, surfactantes, entre outros. Essas substâncias passaram a ser chamadas de contaminantes de preocupação emergente, dado sua presença no ambiente e a possibilidade de causar danos à saúde humana e ao ecossistema, mas que não são tradicionalmente monitoradas ou regulamentadas. Assim, o estudo dos seus efeitos à saúde humana e impactos ambientais tornou-se fundamental para o consumo consciente e a avaliação adequada do risco a sua exposição. Entre esses compostos, estão os praguicidas, que, apesar de conter alguns compostos já bem conhecidos quanto a toxicidade, constitui uma classe bastante abrangente e que ainda carece de dados de estudos científicos. No contexto nacional, o tema torna-se ainda mais crítico, visto que a economia do Brasil se baseia, majoritariamente, no agronegócio - o Brasil é um dos maiores produtores e exportadores de grãos como soja e milho. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar possíveis efeitos tóxicos do diclofope-metil, que é um praguicida de amplo espectro utilizado em lavouras de trigo, soja, feijão e cebola, bem como da sua forma ativa, o diclofope, a fim de contribuir com dados para o embasamento de medidas regulatórias e de tratamento para o uso dessas substâncias pelas autoridades competentes. Dado esse contexto e tomando como base para este projeto o princípio dos 3R\'s, exposto por Russel e Burch em 1959, que tem como intuito reduzir, refinar e substituir métodos que utilizem animais, foram utilizados métodos in silico e in vitro com cultura de células derivadas de hepatócitos em monocamada (2D) para a análise toxicológica do diclofope-metil e do diclofope. De maneira geral, resultados significativos foram observados nos ensaios com células expostas ao diclofope-metil, que apresentou efeitos tempo e dose-dependente na viabilidade e proliferação celular, os quais podem estar associados ao aumento na formação de espécies reativas de oxigênio, visto que os ensaios apresentaram um perfil crescente na produção/acúmulo das espécies reativas de oxigênio, principalmente após 48h de exposição. Após esse tempo, o potencial da membrana celular também foi prejudicado. Entretanto, ao avaliar os resultados para as células expostas ao diclofope, a forma ativa do praguicida, não foi possível observar efeitos tóxicos significativos. A única condição observada com efeitos significativos foi a interferência sobre a proliferação celular após 24h de exposição. Em relação à genotoxicidade, não foi possível observar danos ao material genético, corroborando com a predição in silico, que alertava sobre o potencial genotóxico em apenas um dos três métodos analisados para ambos os praguicidas.The Industrial Revolution introduced a range of new substances into the environment in pursuit of technological transformations and products that could optimize and/or increase the production of consumer goods for society. Many of these are used in everyday life, such as cosmetics, human and veterinary pharmaceuticals, pesticides, flame retardants, surfactants, among others. These substances have come to be known as emerging contaminants-due to their emerging presence in the environment-and the study of their effects on human health and environmental impacts has become essential for their safe and adequate use and treatment. Among them are pesticides, which, despite some already being well-known, constitute a rather broad class that still lacks scientific research data. Within the national context, the issue becomes even more critical considering that Brazil\'s economy is predominantly based on agribusiness-Brazil is one of the largest producers and exporters of grains such as soybeans and corn. Thus, the present study aims to evaluate the potential toxic effects of diclofop-methyl, a broad-spectrum pesticide used in wheat, soybean, bean, and onion crops, as well as its active form, diclofop, in order to provide data that could support regulatory measures and treatment protocols for the safe use of these substances by competent authorities. Within this context and the principle of the 3R\'s presented by Russel and Burch in 1959-which seeks to reduce, refine, and replace methods involving animals-in silico and in vitro methods with 2D monolayer HepG2 cell cultures were used to conduct toxicological analysis on hepatic cells. Overall, the most significant results were observed in assays where cells were exposed to diclofop-methyl, which demonstrated time- and dose-dependent effects on cell viability and proliferation. These effects may be associated with increased formation of reactive oxygen species, as evidenced by assays showing a progressive increase in fluorescence for these species, particularly after 48 hours of exposure. After this period, cellular membrane potential was also damaged. However, when comparing results for cells exposed to diclofop, despite being the active form of diclofop-methyl, no significant toxic effects were observed. The only condition exhibiting significant effects was cell proliferation after 24 hours of exposure, leaving space for further investigations into the mechanisms of action of each substance for a more detailed characterization of the toxicological profiles for these two pesticides. Regarding genotoxicity, no damage to genetic material was observed in COMET assays, aligning with in silico predictions, which indicated genotoxic potential in only one of the three methods analyzed for both pesticides.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPDorta, Daniel JunqueiraYaekashi, Giovana Calderani2025-08-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-25092025-092505/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-11-05T20:52:02Zoai:teses.usp.br:tde-25092025-092505Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-11-05T20:52:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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