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Título: Alteração de expressão gênica em células mononucleares do sangue periférico humano submetidas à exposição com herbicida à base de glifosato
Autor(es): Agostini, Lidiane Pignaton
Orientador: Louro, Iúri Drumond
Data do documento: 27-Jun-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O Glifosato [N-(fosfonometil)glicina] é um herbicida pós-emergente, não seletivo e sistêmico. No processo de criação das formulações comerciais de herbicidas a base de glifosato (GBHs, do inglês glyphosate-based herbicides), como o Roundup®, são adicionados surfactantes com o intuito de aumentar a eficiência do composto base. A rota prioritária de degradação do glifosato por micro-organismos no solo resulta na formação do ácido aminometilfosfônico (AMPA). As respostas moleculares ao glifosato têm sido extensivamente estudadas em espécies de plantas e em alguns vertebrados. Em humanos, apesar dos estudos até agora realizados, não se conhece exatamente quais os riscos e mecanismos de atuação que explicariam a toxicidade ao glifosato relatada em alguns experimentos. Sendo assim, a hipótese dessa tese é de que a exposição rápida ao Roundup® e ao AMPA leva à alterações de expressão gênica em importantes processos celulares. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é identificar genes diferencialmente expressos (DEGs, do inglês differentially expressed genes) em células mononucleares do sangue periférico (PBMCs, do inglês, peripheral blood mononuclear cells) humano submetidas à exposição rápida com herbicida à base de glifosato (Roundup®) e AMPA. O teste de MTT [3(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5- difeniltetrazólio brometo], realizado em triplicatas, foi utilizado para avaliar a viabilidade celular e para a escolha das condições de tratamento utilizadas na técnica de microarray (GeneChip® Human Transcriptome Array 2.0, Affymetrix). As condições analisadas foram controle (3 chips), AMPA (10 mM; 3 chips) e Roundup® (0,05%; 2 chips), expostos durante 3 horas. Utilizando um valor de p<0,05 e fold-change de 1,5 foram identificados 5 DEGs no tratamento com o AMPA e 26 no tratamento com Roundup®. As análises de enriquecimento mostraram que os genes com expressão alterada após exposição ao Roundup® estavam associados a 33 processos celulares, principalmente relacionados à regulação destes processos. A plataforma digital Pathview foi utilizada para identificar a atuação dos DEGs após exposição ao Roundup® em diferentes vias. Os genes TNF, LTA, TAB2 e ATM foram relacionados à via de sinalização NF-kappa β; BCL2L11 e ATM à via de sinalização FoxO; SESN3 e ATM à via de sinalização p53; e TNF, BCL2L11 e ATM à apoptose. Dessa forma, os resultados sugerem que o Roundup® altera o padrão de expressão gênica de diversos genes associados com o controle do ciclo celular, regulação de processos celulares e apoptose.
Glyphosate is a post-emergent, non-selective and systemic herbicide. In the creating process of glyphosate-based herbicides (GBHs) such as Roundup®, surfactants are added to improve efficiency. The priority route of glyphosate’s degradation in soil results in aminomethylphosphonic acid (AMPA). Molecular responses to glyphosate were analyzed in some species of plants and in some vertebrates. In humans, it is not known exactly what risks and mechanisms of action would explain glyphosate’s toxicity reported in some experiments. The hypothesis is that fast exposure to Roundup® and AMPA leads to the differentiated expression of genes related to important cellular processes. Thus, the aim was identified these genes in human peripheral blood mononuclear cells when exposed to Roundup® and AMPA. The MTT [3-(4,5- Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide] test was performed in triplicates to evaluate cell viability and the choice of treatment conditions used in the microarray technique (GeneChip® Human Transcriptome Array 2.0, Affymetrix). Eight chips were used: 3 for controls, 3 for AMPA (10 mM) and 2 for Roundup® (0.05%). The exposure time was 3 hours. Using a p <0.05 and a fold-change of ≥1.5 and ≤ −1.5, there were 26 differentially expressed genes (DEGs) identified after Roundup® exposure (3h; 0.05%) and 5 DEGs after AMPA treatment (3h; 10 mM). DEGs after Roundup® treatment showed association with 33 Gene Ontology (GO) cellular processes (enrichment analysis), mainly related to regulation. Pathview web was used to identify the effect off DEGs in different pathways. Only genes differentially expressed in Roundup® treatment were included in the pathways. TNF, LTA, TAB2 and ATM genes are related to NF-kappa B signaling pathway; BCL2L11 and ATM genes to FoxO signaling pathway; SESN3 and ATM genes to p53 signaling pathway; and TNF, BCL2L11 and ATM genes to apoptosis. Our results suggest that Roundup® change expression pattern of a several genes associated with cell cycle control, cellular processes regulation and apoptosis.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10333
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