Publicação: Avaliação genotóxica de herbicidas imidazolinonas em células somáticas de Drosophila melanogaster
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
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No presente estudo, cinco herbicidas análogos, denominados Imazapyr
(IMZR), Imazapic (IMZC), Imazethapyr (IMZT), Imazamox (IMZX) e Imazaquin
(IMZQ), foram avaliados para genotoxicidade (atividades mutagênica e
recombinogênica) por meio do teste para detecção de mutação e recombinação
somática (SMART) de Drosophila melanogaster. Eles são classificados como
pesticidas imidazolinonas (IMIs) e seu modo de ação é por inibição da enzima
acetohidroxiácido sintase (AHAS), uma enzima envolvida com a biossíntese dos
aminoácidos leucina, isoleucina e valina. Para tanto, dois cruzamentos foram
usados: cruzamento padrão (ST) e cruzamento de alta capacidade de bioativação
metabólica (HB). Este último é caracterizado pela alta capacidade de ativação
metabólica dependente de citocromo P-450 conferindo sensibilidade aumentada a
promutágenos e a procarcinógenos. Larvas de três dias de idade foram expostas
a alimentação crônica (48 h) a quatro concentrações diferentes desses herbicidas
(2,5; 5,0; 10,0 e 20,0 mM). Para a avaliação dos efeitos genotóxicos, as
freqüências de manchas por indivíduo nas séries tratadas, foram comparadas aos
correspondentes controles negativos (água ultra pura). No cruzamento ST,
Imazamox mostrou resultados positivos somente para manchas grandes simples
(20 mM IMZX) e resultados fraco positivos para o total de manchas (10,0 e 20,0
mM IMZX), enquanto que o Imazaquin mostrou resultados positivos somente para
manchas simples grandes (5,0 e 20,0 mM IMZQ) e resultados fraco positivos para
o total de manchas (20,0 mM IMZQ). No cruzamento HB, somente Imazamox (5,0
mM IMZX) mostrou um resultado fraco positivo para manchas pequenas simples,
o que sugere o envolvimento do radical CH2OCH3 e do anel quinolínico na
genotoxicidade, respectivamente, dos herbicidas Imazamox e Imazaquin. Os
herbicidas Imazapyr, Imazapic e Imazethapyr apresentaram resultados negativos
em ambos cruzamentos do teste da mancha da asa. O controle positivo uretano
induziu um aumento no número de todos os tipos de manchas, em ambos
cruzamentos (ST e HB). Em conclusão, os resultados de tratamentos crônicos
realizados com altas doses (toxicidade foi observada em doses maiores)
indicaram que, sob estas condições experimentais, os poucos resultados positivos
observados sugerem o envolvimento do radical CH2OCH3 e do anel quinolínico
na genotoxicidade, respectivamente, dos herbicidas Imazamox e Imazaquin e o
envolvimento de enzimas citocromo P-450 na detoxificação de herbicidas IMIs. No
entanto, pesquisas adcionais são necessárias para discernir o potencial
genotóxico de ingredientes ativos desses herbicidas e suas formulações e o
envolvimento do radical CH2OCH3 e do anel quinolínico na fraca genotoxicidade
do Imazamox e Imazaquin.
Abstract
In the present study, five analogue herbicides, namely Imazapyr (IMZR),
Imazapic (IMZC), Imazethapyr (IMZT), Imazamox (IMZX) and Imazaquin (IMZQ),
were evaluated for genotoxicity (mutagenic and recombinagenic activity) in the wing
somatic mutation and recombination test (SMART) of Drosophila melanogaster. They
are classified as imidazolinone (IMI) pesticides and their mode of action is to inhibit
acetohydroxyacid synthesis (AHAS) an enzyme involved with the biosynthesis of the
amino acids leucine, isoleucine and valine. For this purpose, two crosses were used:
the standard (ST) cross and the high-bioactivation (HB) cross. The latter is
characterized by high CYP450-dependent activation capacity awarding increased
sensitivity to promutagens and procarcinogens. Three-day-old larvae were exposed
to chronic feeding (48 h) to four different concentrations of these herbicides (2.5; 5.0;
10.0 and 20.0 mM). For the evaluation of genotoxic effects, the frequencies of spots
per individual in the treated series were compared to the concurrent negative control
series (ultra pure water). In the ST-cross, imazamox showed positive result only for
large single spots (20.0 mM IMZX) and weak positive results for total spots (10.0 and
20.0 mM IMZX), while Imazaquin showed positive results only for large single spots
(5.0 and 20.0 mM IMZQ) and a weak positive result for total spots (20.0 mM IMZQ).
In the HB-cross, only Imazamox (5.0 mM IMZX) showed a weak positive result for
small single spots, what suggest the involvement of CH2OCH3 radical and quinolinic
ring in the genotoxicity, respectively, of Imazamox and Imazaquin herbicides.
Imazapyr, Imazapic and Imazethapyr gave negative results with both crosses of the
wing spot test. The positive control urethane caused an increase in the number of all
types of spots in both ST- and HB- crosses. In conclusion, the results of chronic treatments performed at high doses (toxicity was observed at higher doses) indicate
that, under these experimental conditions, the few positive results observed suggest
the involvement of CH2OCH3 radical and quinolinic ring in the genotoxicity,
respectively, of Imazamox and Imazaquin herbicides and the involvement of CYP450
enzymes in IMI herbicide detoxification. Nevertheless, further research is needed to
discern the genotoxic potential of IMI herbicides active ingredients and their
formulations and the involvement of CH2OCH3 radical and quinolinic ring in the
genotoxicity of Imazamox and Imazaquin herbicides.
Palavras-chave
Mutagênese, Genotoxicidade, SMART, Drosophila melanogaster, Imidazolinona, Herbicidas Imidazolinonas
Citação
FRAGIORGE, Edson José. Avaliação genotóxica de herbicidas imidazolinonas em células somáticas de Drosophila melanogaster. 2006. 109 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006.