Aplicação de modelos in silico para avaliação da toxicidade de resíduos de agrotóxicos, fármacos e seus metabólitos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Alves, Marcelo Siqueira
• Orientador(a): Streit, Lívia
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Toxicidade; Relação estrutura-atividade; Agrotóxicos
• Palavras-chave em Inglês: In silico models; Toxicity; Quantitative structure activity relationship endpoint
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/274920

Para avaliar a atividade biológica de moléculas, três tipos de experimentos podem ser utilizados: in vivo (por exemplo, testes em animais); in vitro (por exemplo, cultura de tecido celular); e simulações in silico. Experimentos in vivo e in vitro são processos demorados e caros, além de gerar discussões e debates éticos. Uma alternativa para evitar esses contratempos é a utilização de modelos in silico. A comunidade científica passa assim a utilizar os modelos in silico como uma possível alternativa, desenvolvendo muitos modelos e estratégias capazes de prever as propriedades toxicológicas de diversos compostos químicos. Constantemente temos que lidar com um aumento exponencial na quantidade de diferentes compostos químicos que as indústrias sintetizam e fabricam, como remédios, agrotóxicos, poluentes orgânicos persistentes, conservantes e produtos de higiene pessoal. Muitas dessas substâncias químicas são biologicamente ativas e interagem com biomoléculas, como as proteínas, por meio de mecanismos específicos que levam a diferentes respostas biológicas. Devido ao risco inerente de muitos compostos ao meio ambiente e aos seres humanos, suas atividades toxicológicas devem ser avaliadas. Esta dissertação discute os resultados obtidos para predições de atividade toxicológica, incluindo carcinogenicidade, mutagenicidade, toxicidade na reprodução, biodegradabilidade imediata, persistência, fator de bioconcentração, toxicidade e disrupção endócrina de 105 moléculas de fármacos, agrotóxicos, e seus metabólitos, que foram determinados na água do Lago Guaíba, localizado na Região Metropolitana de Porto Alegre, no Rio Grande do Sul. As análises foram realizadas por cromatografia líquida acoplada a espectrômetro de massas de alta resolução (LC-qTOF-MS), e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas (GC-MS/MS). Para tanto, foram utilizados modelos in silico de Relação Estrutura-Atividade Quantitativa (QSAR) implementados nas plataformas VEGA e Janus. Os diferentes modelos foram avaliados quanto à confiabilidade das predições através dos índices de domínio de aplicabilidade, similaridade, concordância, precisão, fragmentos centrados no átomo e intervalo de descritores. Os resultados obtidos permitem concluir que a utilização dos modelos in silico para predição de toxicidade de compostos mostrou-se confiável, com a possibilidade de comparar os modelos disponíveis, frente a diferentes índices, como os de domínio de aplicabilidade e similaridade, que possibilitam direcionar os melhores modelos de predição.