Avaliação in vitro e in vivo do impacto e eficiência da remoção do pesticida pirofosfato de tetraetilo (TEPP) em água com a utilização de produto de origem natural com propriedades adsorventes

Abstract

Brazil is in the ranking of the world's largest consumers of pesticides. This contributes to the intensification of exposure of the population and the environment to these dangerous substances. The issue of this work is relevant to the assessment and minimization of the environmental impacts of agro-industrial activities caused by the use of the contaminant tetraethyl pyrophosphate (TEPP), used in coffee, beans and soybean crops, from the use of zebrafish embryos (Danio rerio). TEPP is an organophosphate pesticide that irreversibly inhibits acetylcholinesterase (AChE). Thus, the present study, with an innovative proposal, evaluated the impact of the pesticide TEPP on the activity of acetylcholinesterase in PC12 neuronal cells (in vitro) and compared, in vivo, the efficiency of removing the pesticide from water with the use of cork granules as a natural adsorbent in a species of zebrafish, a fish very sensitive to environmental changes and adversities, in order to analyze the toxicological effects of TEPP as a contaminant on the development and behavior of embryos and juveniles. TEPP inhibited AChE activity in a dose-dependent manner. For the first time, it was shown in vitro that different concentrations of TEPP diluted in water after adsorption experiments using cork granules decreased the inhibitory effects of TEPP on AChE activity in commercial enzyme and PC12 neuronal cell culture medium. Furthermore, the toxicological effects induced by TEPP on the development and behavior of zebrafish and on the possible decontamination of water using cork granules with adsorbent properties were evaluated. Exposure to TEPP decreased the viability rate of embryos. In conclusion, our research suggests that zebrafish at different developmental stages were able to detect TEPP-induced toxicological effects at nanomolar concentrations, which is more sensible than experiments performed in vitro.

O Brasil está no ranking dos maiores consumidores mundiais de agrotóxicos. Isso contribui na intensificação da exposição da população e do meio ambiente a essas perigosas substâncias. A temática deste trabalho tem como relevância a avaliação e minimização dos impactos ambientais das atividades agroindustriais causadas pelo uso do contaminante pirofosfato de tetraetila (TEPP), utilizado nas culturas de café, feijão e soja, a partir do uso dos embriões de zebrafish (Danio rerio). O TEPP é um inseticida organofosforado que inibe irreversivelmente a acetilcolinesterase (AChE). Assim, o presente estudo, com proposta inovadora, avaliou o impacto do pesticida TEPP na atividade da acetilcolinesterase em células neuronais PC12 (in vitro) e comparou, in vivo, a eficiência da remoção do pesticida da água com a utilização de grânulos de cortiça como adsorvente natural em uma espécie de zebrafish, peixe bem sensível às alterações e adversidades ambientais, a fim de analisar os efeitos toxicológicos do TEPP como contaminante no desenvolvimento e comportamento dos embriões e juvenis. O TEPP inibiu a atividade da AChE de maneira dose dependente. Pela primeira vez, mostrou-se in vitro que diferentes concentrações de TEPP diluído em água após experiências de adsorção utilizando grânulos de cortiça diminuíram os efeitos inibitórios do TEPP na atividade da AChE em enzima comercial e meio de cultura de células neuronais PC12. Além disso, foram avaliados os efeitos toxicológicos induzidos pelo TEPP no desenvolvimento e comportamento do zebrafish e na possível descontaminação da água utilizando os grânulos de cortiça com propriedades adsorventes. A exposição ao TEPP diminuiu a taxa de viabilidade dos embriões. Em conclusão, este estudo realizado sugere que o zebrafish em diferentes estágios de desenvolvimento foi capaz de detectar efeitos toxicológicos induzidos por TEPP em concentrações nanomolares, o que é mais sensato do que os experimentos realizados in vitro