Uso de abordagens ômicas (proteômica e metabolômica) para elucidação de mecanismos de toxicidade dos bisfenóis A e S em modelos in vivo e in vitro

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Azevedo, Lara Ferreira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bisfenol A; Bisfenol S; Bisphenol A; Bisphenol S; Contaminantes emergentes; Emerging contaminants; Estudos in vivo; In vitro; In vitro studies; In vivo; Metabolômica; Metabolomics; Proteômica; Proteomics
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60134/tde-22092021-150911/

Bisfenol A (BFA) e bisfenol S (BFS) são desreguladores endócrinos que podem levar ao desenvolvimento de diversos distúrbios metabólicos, tais como obesidade, diabetes e dislipidemias. No entanto os mecanismos associados aos efeitos tóxicos ainda não estão completamente elucidados. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo elucidar mecanismos de toxicidade do BFA e BFS, em modelos in vivo e in vitro, através de avaliações de alterações bioquímico-metabólicas e fisiopatológicas a partir da análise das vias metabólicas afetadas e por meio de ferramentas ômicas (proteômica e metabolômica). Para tanto, o trabalho foi dividido em 2 estudos principais: (I) Ratos machos Wistar foram cronicamente expostos (20 semanas) a doses aproximadas de 50 ou 500 μg/kg/dia de BFA e/ou BFS através da água de beber (aprovação ética n. 15.1.979.60.7). O ganho de massa corporal foi determinado semanalmente e testes de tolerância à insulina (TTI) e tolerância à glicose (TTG) foram realizados, respectivamente, nas 18ª e 19ª semanas de exposição. Após a eutanásia, amostras de sangue foram coletadas para a determinação de parâmetros bioquímicos em todos os grupos experimentais e amostras de fígado e pâncreas foram obtidas dos animais expostos a 50 μg/kg/dia de BFA ou BFS para quantificação de alterações na expressão de proteínas através de análises proteômicas nãodirecionadas por nanoUPLC-nanoESI-HDMSE (n=3) e na expressão gênica por experimentos de RT-qPCR (n=6). (II) células HepG2 e INS-1E foram expostas por 72 h a BFA ou BFS (100; 10; 1; 0,1; 0,01 e 0,001 μM) para determinação da proliferação e viabilidade celular e extratos polares intracelulares de ambas as linhagens foram obtidos após 24, 48 e 72 h de exposição a BFA ou BFS (10 - 0,001 μM) para a caracterização metabólica basal através de análises metabolômicas não-direcionadas por FIA-qTOF. Ao final do estudo I, a exposição a menor dose dos contaminantes levou ao desenvolvimento de intolerância à glicose e os animais expostos a 50 μg/kg/dia de BFA+BFS e 500 μg/kg/dia de BFS apresentaram aumento da massa corporal. A exposição a 50 μg/kg/dia de BFA causou hiperglicemia, 50 μg/kg/dia de BFA e BFA+BFS causaram aumento de colesterol total e HDL-colesterol e 500 μg/kg/dia de BFA também levou ao aumento deste último. A exposição ao BFS (500 μg/kg/dia) aumentou o LDL-colesterol. Proteínas hepáticas diferencialmente expressas nos grupos expostos a 50 μg/kg/dia de BFA ou BFS, em comparação ao grupo controle, estão relacionadas com a síntese de triglicérides (glucokinase activityrelated sequence 1, fold-change 1,8 para BFA e 2,4 para BFS) e com biossíntese do mevalonato (hydroxymethylglutaryl-CoA synthase cytoplasmic, fold-change 2 para BFS). Proteínas da cadeia transportadora de elétrons bem como enzimas antioxidantes também apresentaram expressão desregulada após a exposição a ambos contaminantes. Análises proteômicas do tecido pancreático mostraram que ambos os compostos reduziram drasticamente a expressão de diversas proteínas ribossomais, bem como de proteínas essenciais para a homeostase energética, tais como insulin-1 (fold-change 0,01 para BFA), insulin-2 (fold-change 0,01 para BFS) e glucagon (fold-change 0,01 para BFS) em comparação ao controle. Os ensaios de RT-qPCR confirmaram os resultados obtidos nas análises proteômicas para as vi proteínas analisadas. Os resultados do estudo II demonstraram efeitos antiproliferativos e citotóxicos em células HepG2 após a exposição a altas e baixas concentrações dos bisfenois (curvas de dose-resposta não-lineares), enquanto os mesmos regimes de exposição produziram efeitos mais brandos na proliferação e viabilidade de INS-1E, exceto para a mais alta concentração estudada de ambos compostos. As análises do metaboloma de HepG2 e de INS-1E revelaram tanto alterações moleculares tempo e dose-dependentes como vias semelhantes de toxicidade para os dois compostos. Este estudo mostra a importância da condução de estudos ômicos para a elucidação de mecanismos de toxicidade e a necessidade de se reavaliar o uso do BPS em substituição ao análogo BPA, uma vez que o BPS também produz alterações metabólicas importantes in vivo e in vitro.