"Células Pericárdicas: biomarcador modelo para monitoramento ambiental em abelhas neotropicais"

“Respostas Celulares em Órgãos e Tecidos como Indicadores de Efeitos Subletais em Abelhas Expostas a Pesticidas e Patógenos”

Prof. Dr. Fábio Camargo Abdalla (UFSCar – Sorocaba, Pós-Graduação em Biotecnologia e Monitoramento Ambiental)

Email: fabdalla@ufscar.br

Colaboradores: Thamiris Porto Sipriano & Caio Eduardo da Costa Domingues

FAPESP (11/17840-6) 

XIII Congresso Brasileiro de Ecotoxicologia23 - 26. Setembro. Guarapari – ES, 2014

TOXICOLOGIA

[ECO]TOXICOLOGIA

HOJE: “Ciência de Avaliação de Risco”

ECOLOGIA DO ESTRESSE(Dr. José Paulo Souza – Universidade de Coimbra, Portugal – ECOTOX, 2014

PROSPECTIVA

RETROSPECTIVA

PROPÓSITO: GERENCIAMENTO AMBIENTAL

QUAL O CONTEXTO“REAL” DA

ECOTOXICOLOGIANO BRASIL FRENTE

AOS ÓRGÃOSNORMATIVOS E

FISCALIZADORES?

DESAFIO:DESAFIO:COMO ESTUDAR A AVALIAÇÃO DE RISCO, SENDO O IMPACTO COMO ESTUDAR A AVALIAÇÃO DE RISCO, SENDO O IMPACTO

ECOTOXICOLÓGICO INERENTEMENTE UM FENÔMENCO ECOTOXICOLÓGICO INERENTEMENTE UM FENÔMENCO MULTIFATORIALMULTIFATORIAL??

Associação de profissionais de diversas áreas – MultidisciplinaridadeAssociação de profissionais de diversas áreas – MultidisciplinaridadeEscolha contextual do animal modelo, do bioindicador e do biomarcadorEscolha contextual do animal modelo, do bioindicador e do biomarcador

Escolha e isolamento de um ou alguns dos estressores ambientaisEscolha e isolamento de um ou alguns dos estressores ambientaisDelineamento experimental isolado ou em conjunto com mais de um Delineamento experimental isolado ou em conjunto com mais de um

estressor ambiental estressor ambiental Padronização dos ensaios ecotoxicológicos dentro do contexto da pesquisaPadronização dos ensaios ecotoxicológicos dentro do contexto da pesquisa

DIÁLOGO ENTRE PESQUISADORES COM OS DIVERSOS BIO-DIÁLOGO ENTRE PESQUISADORES COM OS DIVERSOS BIO-INDICADORESINDICADORES

MUDANÇA DOS CRITÉRIOS DE ANÁLISE DO CONAMA, ANVISA E MUDANÇA DOS CRITÉRIOS DE ANÁLISE DO CONAMA, ANVISA E DEMAIS ÓRGÃOS NORMATIVOS E FISCALIZADORES.DEMAIS ÓRGÃOS NORMATIVOS E FISCALIZADORES.

“ Em 1957, um objeto terrestre, feito pela mão do homem, foi lançado ao universo (...).

O curioso, porém, é que essa alegria não foi triunfal: o que encheu o coração dos homens que, agora, ao erguer os olhos para os céus, podiam contemplar uma de suas obras, não foi orgulho nem assombro ante a enormidade da força e da profeciência humanas. A reação imediata, expressa espontaneamente, foi alívio ante o primeiro"passo para libertar o homem de sua prisão na terra". E essa extranha declaração, longe de ter sido o lapso acidental de algum repórter norte-americano, refletia, sem o saber, as extraordinárias palavras gravadas há mais de vinte anos no obelisco fúnebre de um dos grandes cientistas da Rússia: "A humanidade não permanecerá para sempre presa à terra (...)"

A CONDIÇÃO HUMANA – Hannah Arendt

BISFENOLBISFENOL

MERCÚRIOMERCÚRIOINSETICIDAS

INSETICIDAS

HERBICIDASHERBICIDAS

METAIS TRAÇO

METAIS TRAÇO

AQUECIMENTO GLOBAL

AQUECIMENTO GLOBAL

DEGRADAÇÃO AMBIENTALDEGRADAÇÃO AMBIENTAL

FÁRMACOSFÁRMACOS

A QUESTÃO GERAL DE NOSSO TRABALHO: EM QUAL MUNDO QUEREMOS “CONVIVER”?

http://www.semabelhasemalimento.com.br/

Causas Multifatoriais: xenobióticos (agroquímicos e metais-traço), patógenos (fungos e vírus), parasitoides, aquecimento global, devastação de ecossistemas e biomas específicos) etc.

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Nosso Histórico: 2003 os primeiros ensaios toxicológicos em abelhas africanizadas:“Efeito das vitaminas C e E na taxa de mortalidade e desenvolvimento das abelhas”“Efeito do CO2 no desenvolvimento ovariano em abelhas”

Na Época não Chamávamos os Estudos de Ecotoxicológicos!

Rio Claro

Das cerca de 240 espécies deste gênero, o Brasil apresenta somente seis espécies Bombus (sendo uma endêmica da região amazônica) (SAKAGAMI, 1976; MICHENER, 2000). As espécies B. morio e B. atratus são abundantes no sul e sudeste do país e as áreas ocupadas por ambas se sobrepõem. Ambas ocorrem nos trechos das florestas tropicais e subtropicais, bem como nos campos e cerrados moderadamente secos (MOURE & SAKAGAMI, 1962).

Semelhantemente ao que vem ocorrendo com a espécie A. mellifera, vários relatos de declínio súbito e mesmo desaparecimento de populações inteiras de várias espécies do gênero Bombus são anualmente registrados por pesquisadores, principalmente nos Continentes Europeu e Americano (BIESMEIJER et al., 2006; MARTINS & MELO, 2010; CAMERON et al., 2011).

Tolerante a herbicidas à base de glifosato, a tecnologia foi desenvolvida pela Monsanto com o objetivo de controlar de forma mais eficaz e segura as plantas daninhas que competem com a cultura principal. Dessa forma, os herbicidas à base de glifosato têm efeito somente nas plantas invasoras, sem afetar o desenvolvimento da soja Roundup Ready®, com benefícios adicionais ao produtor e ao meio ambiente.A substituição de grandes doses de herbicidas das classes I e II (os mais agressivos para o meio ambiente e para a saúde do trabalhador) para controle das plantas daninhas por somente um produto – glifosato - de baixo grau toxicológico (classes III e IV) é o principal aliado da tecnologia Roundup Ready® em prol da preservação do meio ambiente. “Com Roundup Ready® e as demais tecnologias que desenvolve e comercializa, a Monsanto busca produzir mais, conservar mais e melhorar vidas”, completa Gentil.

Cádmio, elemento estabilizador de vários produtos industrializados: agrotóxicos, plásticos e tintas. O acúmulo de cádmio está diretamente relacionado ao CONSUMISMO e a “inovação tecnológica”.

Portanto, voltamos a pergunta:

QUAL O MUNDO QUE QUEREMOS CONVIVER?

Uma decisão conjunta do presidente do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) e do secretário de Defesa Agropecuária do Ministério da Agricultura, divulgada nesta quarta-feira (3/10) no Diário Oficial da União (DOU), suspende temporariamente a proibição da pulverização área dos agrotóxicos que contenham os ativos imidacloprido, clotianidina, fipronil etiametoxam. 

0,6 cm

A B CVista Aérea dos remanescentes de parcelas de Mata

Estacionária Semidescidual e Cerrado do Campus de Sorocaba – UFSCar, São Paulo (23º34'53.1''S 47º31'29.5'‘)

A

Abdalla et al. Revista Brasileira de Entomologia - aceito

Larval development of Physocephala sp Schiner, 1861 (Conopidae) in Bombus morio (Hymenoptera: Apidae)

C

F

Foram utilizadas duas espécies de abelhas (abordaremos somente parte dos resultados): Bombus atratus e Bombus morio (Primitivamente Social); Xylocopa suspecta (Solitária)Glifosato 100 ppm (CONAMA)Cádmio 1 ppm (CONAMA)Tiametoxam 4,5 ppb (DOSE “REALÍSTICA”)

Técnicas: HE, PAS (glicoconjugados básicos), AZUL DE BROFENOL (proteínas totais), AZUL DA PRÚSSIA (ferro), SUDAN BLACK (lipídios) & FLUORESCÊNCIA.

Bombus morioAbdalla et al em preparação

2008-2014Local/Tamanho/

Desgaste das Asas/Desenvolvimento Ovariano

operárias

Vaso Dorsal

Abdalla et al. em preparação

Estágio IGrânulos eosinófilos

Núcleo CentralAlguns Vacúolos Periféricos

Estágio IIGrânulos eosinófilos

Núcleo CentralAumento de Vacúolos

Periféricos

Estágio III e IVNúcleo Deslocado para a Periferia da CélulaAumento dos Vacúolos Citoplasmáticos (III)

Os Vacúolos coalescem originando um Vacúolo Grande Central (IV)

AUTOFAGIA

Sistema Cordonal de Células que circundam todo o Vaso Dorsal, concentrando-se em maior número na Região Cardíaca (Sinus Pericárico). Apresentam um padrão morfofisiológico diverso, porém quatro fases são descritas.

I

I

II

II

III

IV

Abdalla et al. em preparação

Abdalla et al. em preparação

trofócito

enócito

trofócitoenócito

células pericárdicas em eIV

Vaso dorsal

hemócitos

Controle – B. morio Cádmio – B. morio

Cádmio –B. morio Glifosato – Glifosato – X. suspectaX. suspecta

células pericárdicasem eI atípicoVaso dorsal

Degenerado

Abdalla et al. em preparação

c

Controle Cádmio

Colaboradores: Caio Eduardo da Costa Domingues & Thamiris Porto SiprianoAbdalla et al. em preparação

Abdalla et al. em preparação

Análise comparada das áreas das células pericárdicas entre grupo

controle e experimental (1 ppb) em operárias de B. morio

Células pericárdicas dobraram de volume

De estágio I foram para o estágio IV

Degeneração e morte celular trofócitos

Degeneração e morte celular enócitos

Aumento da incidência de hemócitos

Vacuolização do Vaso Dorsal

Exposição de apena 1 a 2 dias

Abdalla et al. em preparação

Colaboradores: Thamiris Porto Sipriano & Caio Eduardo da Costa Domingues Abdalla et al. em preparação

controle

Análise de variância das áreas das célulaspericardicas de fêmeas de X. suspecta

Controle Cádmio0

2

4

6

8

10

Área

µm

²

Células pericárdicas desativadas

Degeneração e morte celular trofócitos

Degeneração e morte celular enócitos

Total degeneração do Vaso Dorsal

Exposição de apena 1 a 2 dias

Abdalla et al. em preparação

O QUE PROVAVELMENTE ESTÁACONTECENDO?

Abdalla et al. em preparação

AZUL DA PRÚSSIA – Detecção de íons Ferro (férrico e ferroso)

O ferro participa de quase todos os processos metabólicos dos organismos vivos, porém em contato com o oxigênio, produz radicais livres que danificam as células e os tecidos.

Ao longo da evolução, os vertebrados não só selecionaram mecanismos para reduzir íons F+3 para F+2, como proteínas séricas para transportá-lo através da circulação sanguínea: as ferro transferrinas.

Em invertebrados não há informações suficientes sobre o metabolismo do ferro, tampouco os locais de estoque, metabolização e mobilização.

Porém em Bombus ignitus estudos demonstram que a transcrição de gene homólogo à Tsf1 é realizada no corpo gorduroso (Tang & Zshou, 2013)

Consequências do desregulamento da Homeostase do Ferro/Tfs1:

-Formação de radicais em contato com o oxigênio, causando danos aos tecidos e células- Possível interferências nas proteínas que conduzem vitelogenina aos ovários (Constado por Marina Pedrosa - preparação)-- Supressão do sistema imunitário-- Interferência na síntese de proteínas relacionadas ao estresse celular -- Interferência nas junções celulares (+Tsf2)-- Interferência nos citocromos P-450 e b5 – moléculas envolvidas nos processos de desintoxicação nos insetos (presentes principalmente nas microvilosidades intestinais)-- Postula-se que as células pericárdicas absorvem o ferro livre da hemolinfa. Distúrbios nessas células podem liberar o ferro livre à hemolinfa sem seus ligantes semelhantes a ferrotransferrina-- Distúrbios na formação da cutícula (primeiro passo para formação da cutícula – oxidação da tirosina pela tirosina hidroxilase.Fontes: Locke & Nichol (1992); Tang & Zhou (2013)

TROFÓCITOS E ENÓCITOSPRIMEIRA BARREIRA

CÉLULAS PERICÁRDICASSEGUNDA BARREIRA

HEMÓCITOSDURANTE TODO O

PROCESSO

VASO DORSAL

TROFÓCITOS E ENÓCITOSFALÊNCIA: MOBILIZAÇÃO DE

GLICOCONJUGADOSMORTE CELULAR FISIOLÓGICA

COM COMPACTAÇÃO E FRAGMENTAÇÃO CROMATÍNICAVACUOLIZAÇÃO E COLAPSAÇÃO

CELULAR

VASO DORSALDENEGERAÇÃO

CÉLULAS PERICÁRDICASFALÊNCIA TOTAL – MORTE

CELULAR OU ATIVAÇÃO DOS ESTÁGIOS III E IV

ABSORÇÃO DE HEMOLINFA CONTENDO GLICOCONJUGADOS

E LIPÍDIOS

HEMÓCITOSELEVAÇÃO OU DIMINUIÇÃO DO

NÚMERO, COMO TAMBÉM PREVALÊNCIA DE DETERMINADOS

TIPOS (GRANULÓCITOS E ESFERULÓCITOS)

OBRIGADO A TODOS!

XIII Congresso Brasileiro de Ecotoxicologia

23 - 26. Setembro. Guarapari – ES, 2014