Avaliação toxicológica do hormônio 17 Alfa metiltestosterona em espécies aquáticas

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2013.A contaminação do meio ambiente aquático é motivo de muita preocupação para a sociedade e acadêmicos, pois a escassez deste recurso e a possibilidade de prejudicar a saúde do homem geram um grande interesse em desenvolver pesquisas para análises toxicológicas, visando prevenir maiores danos à saúde do ambiente aquático e do homem. Neste trabalho foram desenvolvidos estudos para avaliar os efeitos toxicológicos do hormônio 17α-metiltestosterona. No Brasil, este hormônio é utilizado para reverter fêmeas de Oreochomis niloticus em machos, com o objetivo de melhorar a produção para a comercialização do peixe. Entretanto, são necessários mais estudos como a realização de testes genotóxicos, testes sobre o desempenho reprodutivo e toxicológicos para verificarmos os possíveis riscos ao ambiente, espécie alvo e não alvo. Investigamos os efeitos do hormônio comercializado no Brasil (cMT) através de testes do cometa, micronúcleos, anormalidades nucleares, análises histopatológicas e desempenho reprodutivo. Os testes foram aplicados em duas espécies de peixes (Oreochromis niloticus e Astyanax bimaculatus) e uma de invertebrado (Biomphalaria glabrata) com exposição aguda e crônica. Foram realizados ensaios bioquímicos através da quantificação das enzimas colinesterase (ChE), lactato desidrogenase (LDH), Glutationa S-transferase (GST) e da vitelogenina (VTG). Além disso, analisamos os efeitos toxicológicos e de subletalidade do produto ativo da metiltestosterona (aMT) e do cMT através do teste de toxicidade em embriões e adultos de Danio rerio. Os nossos resultados mostraram que a cMT não causou genotoxicidade para as espécies testadas. As análises histológicas mostraram que os efeitos nas gônadas são variáveis, dependendo da espécie, dose e tempo de exposição. Encontramos alterações reprodutivas como atresia dos ovócitos, atraso da oogênese e inibição da produção de espermatozoides. No invertebrado Biomphalaria glabrata a cMT aumentou o número de desovas e estimulou a produção de espermatozoides na gônada hermafrodita. Nos testes com embriões e adultos de Danio rerio, tanto a aMT como a cMT foram teratogênicas nas concentrações testadas, onde encontramos alterações morfológicas no embrião como úlceras na pele, atraso do desenvolvimento da cabeça e problemas no equilíbrio natatório. Os testes de subletalidade toxicológica através da avaliação dos níveis enzimáticos mostrou que os embriões foram mais sensíveis aos efeitos da MT quando comparados com os efeitos nos adultos. Observou-se quedas nos níveis de ChE e LDH nos embriões de modo concentração-dependente. Nos adultos de D. rerio também houve queda de ChE, LDH e GST, porém menos acentuadas. A produção de VTG nos embriões foi inibida, enquanto nos adultos este ―endpoint‖ não sofreu alterações significativas. Os resultados encontrados mostram que a metiltestosterona apresenta riscos as espécies estudadas, sendo que são evidentes os problemas envolvendo o sistema reprodutivo, já que o produto testado é um esteroide androgênico. Os resultados dos níveis enzimáticos em zebrafish foram variados e por isso devemos continuar pesquisando sobre os efeitos deste hormônio em espécies não alvo. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACTChemical contamination of aquatic environments have caused a great concern around the world. In order to protect water resources from anthropogenic activities, many toxicological assays were developed. In this work, a series of bioassays were carried out to evaluate the toxicological effects of the hormone 17α-methyltestosterone (MT). In Brazil, this hormone is widely used in Oreochromis niloticus´s fish farms to induce monosex males, increasing the yield to the market. Bioassays of genotoxicity and reproductive toxicology were performed in Oreochromis niloticus (target organism) and in non-target organisms such as Astyanax bimaculatus, Danio rerio and Biomphalaria glabrata. Genotoxicity was evaluated through micronucleus test, nuclear abnormalities and comet assay. Reproductive toxicology was studied through gonadal histopathology and by the analysis of reproductive performance. Chemical biomarkers cholinesterase (ChE), lactate dehydrogenase (LDH), glutathione S-transferase (GST) and Vitelogenin (VTG) were measured in embryos and adults of D. rerio. Commercial MT (cMT) and a reference active MT (aMT) from Sigma-Aldrich were tested in chronic and subchronic assays. The results showed that MT did not induce genotoxicity to O. niloticus, A. binaculatus and D. rerio. The histological analysis showed a variability in the gonadal effects to the studied species, according to the exposure-time and exposure-concentration. Oocyte atresia, retardation of oogenesis and inhibition of sperm production were the main reproductive changes caused by MT in the tested-species. In the invertebrate Biomphalaria glabrata (Mollusk - Gastropoda) cMT increased the number of spawns and stimulated the production of sperm in the hermaphroditic gonad. In the embryo-larval toxicity assays carried out in D.rerio, both cMT and aMT showed teratogenicity, demonstrated by morphological abnormalities in the embryos, skin ulcers and delay of development. In the larvae, it was observed head malformations, loss of balance and alteration in swimming behavior. Results of chemical biomarkers on D. rerio showed enzyme inhibition for ChE and LDH in embryos and ChE, LDH and GST inhibition in adults, however for embryos such decrease were more dramatic than adults. VTG was already decreased after exposure to MT. In conclusion, MT did not show mutagenic/genotoxic potential to the exposed species, however it was highly active as an endocrine disruptors causing changes in the reproduction of fish and mollusks