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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44816
ORCID: | ![]() |
Document type: | Tese |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Efeitos ecotoxicológicos e reprodutivos do SARS-CoV-2: um estudo experimental com implicações para a conservação de espécies terrestres |
Alternate title (s): | Ecotoxicological and reproductive effects of SARS-CoV-2: An experimental study with implications for the conservation off terrestrial species |
Author: | Nunes, Bárbara Beatriz da Silva |
First Advisor: | Pinto, Guilherme Malafaia |
First coorientator: | Mendonça, Juliana dos Santos |
First member of the Committee: | Pereira, Boscolli Barbosa |
Second member of the Committee: | Pádua, Bruno da Cruz |
Third member of the Committee: | Oliveira, Maria Betania Melo de |
Fourth member of the Committee: | Oliveira Júnior, Robson José de |
Summary: | O SARS-CoV-2, agente etiológico da COVID-19, é um contaminante emergente biológico que repercutiu pandemicamente, impactando a sociedade humana e, principalmente, os mais pobres. Sabe-se que o vírus pode interagir com o ambiente de maneiras ainda não totalmente compreendidas e que tem influenciado negativamente a biologia de diversos organismos aquáticos. Contudo, os possíveis impactos que esse vírus pode ocasionar nos organismos não-alvo foram pouco explorados, limitando o nosso conhecimento sobre suas consequências à biota. Visando determinar os efeitos do SARS-CoV-2 em mamíferos terrestres para antecipar ações de mitigação, avaliou-se os possíveis impactos negativos associados à exposição ao lisado viral sobre a saúde e a capacidade reprodutiva de fêmeas de camundongos C57BL/6J em maturação sexual, e se houve influência na saúde da prole. Para tanto, realizou-se um experimento com duas etapas. A primeira consistiu em expor os animais em fase pré-reprodutiva (pela via oral) ao lisado do SARS-CoV-2 (concentração: 20µg de proteína viral/L) por 30 dias. Posteriormente, avaliou-se os possíveis efeitos da exposição sobre o comportamento das fêmeas (via teste de campo aberto, teste de reconhecimento de objeto e teste de suspensão de cauda) e se houve a indução de efeitos mutagênicos (via teste do micronúcleo em sangue periférico), genotóxicos (via ensaio cometa), hematológicos e bioquímicos (no sangue e em distintos órgãos, a partir de distintos biomarcadores). Não foram evidenciados efeitos hematológicos, mutagênicos ou genotóxicos, porém houve distúrbios comportamentais (hipoatividade, comportamento semelhante à ansiedade e déficit de memória a curto prazo), que foram associados ao estresse oxidativo e ao desequilíbrio dopaminérgico e colinesterásico no cérebro dos animais. Ademais, a elevação dos níveis de bilirrubina e de desidrogenase láctica nestes animais sugere alterações hepáticas, e o desequilíbrio redox, o estresse nitrosativo e a produção elevada de IFN-γ e o infiltrado inflamatório no duodeno, a estrutura folicular perturbada e a presença de vacúolos nas células da granulosa, no ovário, indicam que o grupo exposto ao SARS-CoV-2 apresentou uma toxicidade significativa e com potencial efeito reprodutivo. A segunda fase consistiu em acasalar as fêmeas que sobraram por, no máximo, cinco dias e avaliar dados relativos à gestação, tamanho das ninhadas, biomassa dos filhotes e de biomarcadores de toxicidade. Não foram observadas alterações significativas na duração da gestação, tamanho da ninhada ou biomassa da prole, indicando que os parâmetros reprodutivos não foram afetados. Todavia, a exposição resultou em alterações neurocomportamentais significativas (comportamento semelhante à ansiedade e alterações nos cuidados maternos), associadas a níveis elevados de dopamina e à alteração da atividade da colinesterase em regiões-chave do sistema nervoso central. Adicionalmente, os marcadores de estresse oxidativo e nitrosativo (ROS e NO) estavam elevados nos tecidos mamários e ováricos, sugerindo uma resposta inflamatória persistente. Portanto, este estudo fornece novos conhecimentos sobre a toxicidade das proteínas do lisado do SARS-CoV-2 num organismo terrestre não-alvo da infecção e demonstra que as alterações neuroquímicas e comportamentais observadas podem ter efeitos duradouros. Isto, em ambientes naturais, pode representar um risco significativo para a sobrevivência e estabilidade da população, principalmente através da modulação de vias neuroquímicas e respostas ao estresse em espécies não-alvo. |
Abstract: | SARS-CoV-2, the etiological agent of COVID-19, is an emerging biological contaminant that has had pandemic repercussions, impacting human society, especially the poorest. It is known that the virus can interact with the environment in ways that are not yet fully understood and that it has negatively influenced the biology of various aquatic organisms. However, the possible impacts that this virus can have on non-target organisms have been little explored, limiting our knowledge of its consequences for biota. To determine the effects of SARS-CoV-2 on terrestrial mammals to anticipate mitigation actions, we evaluated the possible negative impacts associated with exposure to viral lysate on the health and reproductive capacity of sexually maturing female C57BL/6J mice, and whether there was an influence on the health of the offspring. To this end, a two-stage experiment was carried out. The first consisted of exposing pre-reproductive animals (orally) to SARS-CoV-2 lysate (concentration: 20µg viral protein/L) for 30 days. Subsequently, the possible effects of exposure on the behavior of the females were assessed (via the open field test, object recognition test and tail suspension test) and whether there was an induction of mutagenic effects (via the micronucleus test in peripheral blood), genotoxic effects (via the comet assay), hematological and biochemical effects (in the blood and in different organs, using different biomarkers). There were no hematological, mutagenic or genotoxic effects, but there were behavioral disturbances (hypoactivity, anxiety-like behavior and short-term memory deficit), which were associated with oxidative stress and dopaminergic and cholinesterase imbalance in the animals' brains. In addition, the elevation of bilirubin and lactate dehydrogenase levels in these animals suggests liver alterations, and the redox imbalance, nitrosative stress and elevated production of IFN-γ and the inflammatory infiltrate in the duodenum, the disturbed follicular structure and the presence of vacuoles in the granulosa cells in the ovary indicate that the group exposed to SARS-CoV-2 showed significant toxicity with potential reproductive effects. The second phase consisted of mating the remaining females for a maximum of five days and evaluating data on pregnancy, litter size, pup biomass and toxicity biomarkers. No significant changes were observed in gestation length, litter size or offspring biomass, indicating that reproductive parameters were not affected. However, exposure resulted in significant neurobehavioral changes (anxiety-like behavior and changes in maternal care), associated with elevated dopamine levels and altered cholinesterase activity in key regions of the central nervous system. In addition, oxidative and nitrosative stress markers (ROS and NO) were elevated in mammary and ovarian tissues, suggesting a persistent inflammatory response. Therefore, this study provides new insights into the toxicity of SARS-CoV-2 lysate proteins in a terrestrial organism not targeted by the infection and demonstrates that the neurochemical and behavioral changes observed can have long-lasting effects. This, in natural environments, could pose a significant risk to population survival and stability, mainly through the modulation of neurochemical pathways and stress responses in non-target species. |
Keywords: | Ecotoxicologia Pequenos mamíferos terrestres Biomarcadores Agentes não-químicos One Health Saúde ambiental Ecotoxicology Small terrestrial mammals Biomarkers Non-chemical agents Environmental health |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais |
Quote: | NUNES, Bárbara Beatriz da Silva. Efeitos ecotoxicológicos e reprodutivos do SARS-CoV-2: um estudo experimental com implicações para a conservação de espécies terrestres. 2025. 132 f. Tese (Doutorado em Ecologia, Conservação e Biodiversidade) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5070 |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5070 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44816 |
Date of defense: | 20-Dec-2024 |
Sustainable Development Goals SDGs: | ODS::ODS 15. Vida terrestre - Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da Terra e deter a perda da biodiversidade. |
Appears in Collections: | TESE - Ecologia, Conservação e Biodiversidade |
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