Embriotocixidade do MeHg sobre a organização estrutural e ultraestrutural do mesencéfalo e cerebelo de Gallus domesticus

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2016.A neurotoxicidade do metilmercúrio (MeHg) em indivíduos adultos é relativamente conhecida, contudo são escassos os trabalhos que analisam os estudos sobre a ação desse metal em duas estruturas do SNC durante o desenvolvimento. Este trabalho teve como objetivo relacionar os efeitos do MeHg sobre a organização estrutural e ultraestrutural do mesencéfalo e cerebelo, bem como identificar sua ação nos processos de proliferação e diferenciação celular, utilizando como modelo experimental embriões de Gallus domesticus. Os embriões foram tratados in ovo no 3° dia de incubação (E3) com uma única dose de metilmercúrio (MeHg) (0,1 µg diluído em 50 µL de salina) e analisados no 10° dia de incubação (E10). Os embriões do grupo controle foram tratados somente com 50 µL de solução salina.As análises morfológicas e morfométricas do mesencéfalo e cerebelo foram realizadas a partir de secções histológicas coradas com HE. A quantificação e imunolocalização de proteínas relacionados ao ciclo celular (ciclina E; p21 e p53), diferenciação celular (NeuN; TubulinaIII e GFAP), proliferação celular (fosfohistona H3) e dano ao DNA(?PH2Ax), bem como relacionados a dinâmica mitocondrial (Drp-1 eMfn-1) foram obtidos a partir de técnicas de imuno-histoquímica e citometria de fluxo. Foram realizados ensaios de detecção do MeHg através do espectrofotômetro de absorção atômica e análises por microscopia eletrônica de transmissão, para investigar alterações ultraestruturais. Os resultados mostraram deposição de Hg no mesencéfalo e cerebelo. A exposição ao MeHg provocou aumento da expressão da p21 no mesencéfalo e p53 no cerebelo, e significativa redução da expressão da ciclina E e de fosfohistona H3, sugerindo parada no ciclo celular e da proliferação celular. No grupo tratado foram observadas alterações ultraestruturais, sendo as mais evidentes nas mitocôndrias das células do mesencéfalo e principalmente do cerebelo. Os insultos ao ciclo e a estrutura celular alteraram os processos de diferenciação, provocando uma diminuição no número das células das linhagens neural e glial. Este estudo revelou que os insultos do MeHg no cerebelo foram mais severos do que no mesencéfalo, demonstrando que a toxicodinâmica do MeHg é dependente do período do desenvolvimento, podendo comprometer funções importantes para a sobrevivência do embrião.Abstract : Neurotoxicity of Methylmercury (MeHg) has been studied for years, but their relationship with the development of two CNS structures (midbrain and cerebellum) is highly unusual. This study aimed to analyze the effects of MeHg in the structural and ultrastructural organization and its influence on the processes of proliferation, differentiation and cell cycle of the midbrain and cerebellum of Gallus domesticus embryos. The embryos were treated in ovo on the 3rd day of incubation (E3) with a single dose of methylmercury (MeHg) (0.1ug in 50 uL of diluted saline) and analyzed on the 10th day of incubation (E10). The control group embryos were treated only with 50 uL saline solution. The morphological and morphometric analysis of the midbrain and cerebellum sections were taken from histological sections stained with hematoxylin-eosin. The quantification and immunolocalization of proteins related to cell cycle (Cyclin E, p21and p53), cell differentiation (NeuN; tubulin III and GFAP), cell proliferation (phosphohistone H3) and DNA damage (yPH2Ax) and related mitochondrial dynamics (Drp-1 and Mfn-1) were obtained from immunohistochemistry and flow cytometry techniques. Metal detection assays were conducted using the atomic absorption spectrophotometer and analysis by transmission electron microscopy to investigate ultrastructural changes. The results showed deposition of Hg in the midbrain and cerebellum. Exposure to MeHg caused increased p21 expression in the midbrain and p53 in the cerebellum, and significant reduction in the expression of cyclin E and phosphohistone H3, suggesting cell cycle arrest and cell proliferation. Ultrastructural changes were observed, being more evident in the mitochondria of cells of the midbrain and especially of cerebellum. The insults to the cycle and the cellular structure altered the processes of differentiation, causing a decrease in the number of cells of neural and glial lineages. This study revealed that MeHg insults in the cerebellum were more severe than in the midbrain, demonstrating that the toxicology of MeHg is dependent on the developmental period and could compromise functions important for the survival of the embryo