Alterações na espermatogênese de camundongos expostos ao corante azo Disperse Red 1 e subprodutos de biorremediação

Abstract

Nos últimos anos, a saúde reprodutiva vem recebendo atenção especial devido ao aumento da incidência de infertilidade na população humana. Dentre os principais fatores de risco, especialmente para a infertilidade masculina (responsável por 40% dos casos), estão o tabagismo, a obesidade, o estresse e a exposição ocupacional ou ambiental a compostos xenobióticos. A literatura mostra que o C.I. Disperse Red 1 (DR1), corante da classe azo bastante utilizado no setor têxtil e usualmente descartado em corpos hídricos, apresenta efeitos deletérios em células somáticas e germinativas de mamífero. A fim de minimizar, ou mesmo eliminar a ação nociva desse corante, vêm sendo testados processos de biorremediação utilizando microrganismos como fungos e bactérias. Considerando que os efeitos citotóxicos e moleculares do DR1 e produtos da biorremediação sobre a gametogênese não são totalmente conhecidos, este estudo objetivou investigar possíveis alterações in vivo e in vitro do DR1 em células germinativas de camundongos. As análises in vivo foram realizadas utilizando-se camundongos Swiss adultos (gerações F0 e F1), os quais foram expostos (F0), por via oral, ao DR1 em três doses: 5, 50 ou 500 μg/kg/p.c. Os tratamentos foram realizados por 14 dias, e, no 35º dia após o término da exposição, os animais foram acasalados para a análise da F1. A eutanásia dos animais da F0 (geração exposta ao corante) e da F1 ocorreu, respectivamente, três dias após o acasalamento e 8 semanas após o nascimento. No estudo in vitro, foram coletados testículos de camundongos da linhagem CBAB6F1 com 6 dias postpartum (d.p.p.), mantidos em cultura e expostos ao DR1 (0,0005 μg/mL, 10 μg/mL, 50 μg/mL ou 100μg/mL) e a subprodutos da biorremediação do corante por fungo endofítico. Após 42 dias, foram realizadas as análises histológicas. Os dados in vivo mostraram alterações na motilidade e hiperatividade espermática em todas as doses testadas (5, 50 e 500 μg/kg/p.c.), tanto na geração F0 como em F1, e alterações na atividade mitocondrial de espermatozoides apenas na F1. Nos animais expostos às duas maiores doses (50 e 500 μg/kg/p.c.) foi observado aumento de espermatozoides com acrossomo danificado; apenas na dose de 50 μg/kg/p.c. o DR1 reduziu o número de espermatozoides em animais da F1. Os resultados in vitro apresentaram alterações apenas em relação à área necrosada para todas as concentrações do DR1. Concluindo, o DR1 foi capaz de induzir danos na espermatogênese de camundongos, com efeitos intergeracionais que se refletiram em alterações nos espermatozoides da geração F1. Esses achados chamam a atenção para os possíveis riscos para a saúde reprodutiva da contaminação de rios pelo corante.

In recent years, reproductive health has received significant attention due to the increase in the incidence of infertility in the human population. Smoking, obesity, stress, and occupational or environmental exposure to xenobiotic chemicals are among the most significant risk factors, particularly for male infertility (which accounts for 40% of cases). According to literature, C.I. Disperse Red 1 (DR1), an azo dye widely used in textiles and commonly released into water bodies, may affect mammalian somatic and germ cells. To reduce these effects, bioremediation using microorganisms such as fungi is being studied. Because the whole impact produced by DR1 and its bioremediation products on gametogenesis is not known, this study looked into the possible in vivo and in vitro consequences for mice. To adult Swiss male mice were given three doses of DR1 orally: 5, 50, or 500 μg/kg body weight. Treatments were given over 14 days, and the animals were mated on the 35th day after exposure for future F1 analysis. The F0 animals (the dye-exposed generation) and F1 animals were euthanized three days after mating and at 8 weeks old, respectively. In the in vitro study, testes of 6-day-old CBAB6F1 mice were cultured and treated with DR1 (0.0005 μg/mL, 10 μg/mL, 50 μg/mL or 100μg/mL) or with its bioremediation byproducts from an endophytic fungus. After 42 days, the tissues were taken for histology. In both the F0 and F1 generations, in vivo data demonstrated alterations in sperm motility and hyperactivity at all tested doses (5, 50, and 500 μg/kg body weight). However, variations in mitochondrial activity were only observed in F1 spermatozoa. The number of spermatozoa in F1 animals was reduced by DR1 only at the 50 μg/kg body weight dose, while an increase in spermatozoa with damaged acrosomes was observed in animals exposed to the two highest doses (50 and 500 μg/kg body weight). The in vitro results indicated that only the necrotic area underwent alterations at all concentrations of DR1. In summary, the DR1 was capable of inducing damage to the spermatogenesis of rodents, which resulted in intergenerational effects that were evident in the sperm of the F1 generation. These findings highlight the potential hazards to reproductive health associated with dye contamination.