Drosophila melanogaster as a Biotechnological Tool to Investigate the Close Connection Between Fatty Diseases and Pesticides

Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a public health problem developed by different etiologies, which induces metabolic dysfunctions and triglycerides accumulation in hepatocytes. This lipid accumulation can generate lipotoxicity, inflammation and the production of reactive oxygen species, collaborating with the progression of liver pathogenesis to more deleterious stage. Among the elements that initiate the establishment of liver diseases, pesticides should be considered. Worldwide, the use of agricultural chemicals to increase food production may accumulate in the environment, affecting non-target organisms. Thus, worldwide legislation must control pesticides use to preserve economies and lives. In this context, to address pesticide toxicity, the alternative animal model, Drosophila melanogaster, emerges as relevant biotechnological tool to investigate molecular connectors of toxic mechanisms in the establishment and development of NAFLD and liver diseases. In this review a comprehensive explanation about pesticides on human health and the use of Drosophila melanogaster as an alternative approach to defeat NAFLD will be presented.(Figure presented)

Palavras-chave

alternative animal model biotechnology tools NAFLD pesticide public health

Idioma

Inglês

Citação

Brazilian Archives of Biology and Technology, v. 67.

URI

https://hdl.handle.net/11449/306035

Financiadores

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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Utilização de Drosophyla melanogaster como modelo alternativo para o estudo dos efeitos de contaminantes ambientais na saúde hepática

(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-11-08)

Santos, Daiane Ribeiro dos

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Moraes, Karen Cristiane Martinez de

A esteatose hepática não alcoólica (DHGNA) conhecida como "fígado gorduroso", é uma condição de preocupação de saúde pública global. Caracteriza-se pelo acúmulo excessivo de gordura nas células hepáticas sendo causada por diferentes etiologias e que pode evoluir a quadros clínicos mais deletérios como esteatohepatite, cirrose e câncer de fígado.. Atualmente, o estilo de vida e a quantidade avassaladora de contaminantes ambientais vem contribuindo com o aumento de números de indivíduos acometidos pela DHGNA. Entre esses contaminantes, o herbicida bromacil, amplamente utilizado na agricultura, atraiu a atenção devido à sua estabilidade química e persistência no meio ambiente. Nesse contexto, o presente analisou os efeitos do pesticida no metabolismo energético e no ciclo de vida de Drosophila melanogaster, considerando-se a homologia de rotas metabólicas e genes entre esse animal e humanos. Assim, dietas contendo diferentes concentrações de bromacil e diferentes dietas hiperlipídicas (controle experimental simulador de condições pré-esteatóticas) foram utilizadas para alimentar larvas e jovens adultos de linhagens selvagens de Drosophilas Canton-S e Oregon-R. Os resultados da pesquisa revelaram que as dietas hiperlipídicas, especialmente aquelas com teores de 2% e 5% de óleo de coco, exerceram um impacto negativo significativo na sobrevivência e no desenvolvimento das moscas da fruta. Paralelamente, a exposição das moscas ao bromacil também revelou efeitos adversos, dose-dependentes, sendo as concentrações mais elevadas visivelmente tóxicas, em todos os quesitos analisados, para a linhagem Canton-S, a qual pode ser explorada como ferramenta biotecnológica na toxicologia preditiva sobre os efeitos de contaminantes ambientais no estabelecimento de doenças hepáticas.

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Acesso aberto

Análise dos efeitos do fungicida mancozebe no metabolismo energético de células hepáticas e seu estudo translacional em modelo animal alternativo de Drosophila melanogaster

(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-04-18)

Oliveira Junior, Fabiano Claudio de

;

Moraes, Karen Cristiane Martinez de

;

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) é atualmente considerada uma epidemia mundial e afeta cerca de 25% da população. Ela é caracterizada quando mais de 5% do peso do fígado corresponde a lipídeos. O uso extensivo de agrotóxicos na agricultura, principalmente no Brasil, tem se tornado um risco para a saúde humana. Essas substâncias podem persistir no meio ambiente, entrar na cadeia de alimentação e estão relacionadas ao desenvolvimento de diferentes patologias, incluindo a DHGNA. O mancozebe (MCZB) encontra-se entre os agrotóxicos mais utilizados no Brasil. Esse fungicida já demonstrou exercer efeitos hepatotóxicos em diferentes organismos. No entanto, seus mecanismos de toxicidade no fígado ainda não são completamente compreendidos. A Drosophila melanogaster é um modelo animal utilizado em estudos translacionais de diferentes patologias humanas graças às semelhanças genéticas e fisiológicas com nossa espécie. Além disso, ela também é utilizada em estudos toxicológicos. Com base nisso, nosso estudo propôs avaliar os efeitos do MCZB no metabolismo energético em modelo celular hepático humano e sua validação na D. melanogaster, visando estabelecer esse organismo como modelo translacional para estudos relacionados a DHGNA. Os resultados obtidos apontam que o MCZB é capaz de induzir a esteatose nas células hepáticas após 72 horas de exposição. No geral, a mensuração da β-oxidação das células expostas ao agrotóxico mostrou-se semelhante ao controle, sugerindo a participação de outras vias no acúmulo de triglicerídeos (TGs) provocado pelo MCZB. A partir de análises bioinformáticas, uma hipótese envolvendo a ação do PXR, PPARγ e FXR foi construída a fim de explicar nossos resultados in vitro. Nos ensaios translacionais, o agrotóxico mostrou ter potencial em induzir a esteatose nas moscas expostas por 5 dias. Porém, após 7 dias de exposição ao MCZB, houve redução dos níveis de TGs e glicose, o que pode ser consequência do estresse oxidativo ou pelas moscas não estarem se alimentando corretamente em decorrência da intoxicação pelo agrotóxico.