Identificación y desarrollo de marcadores de expresión génica y daño genotóxico específico para evaluación del efecto inducido por plaguicidas en Caiman latirostris

Abstract

El objetivo de este trabajo fue identificar respuestas de daño oxidativo, genotóxico y moleculares de expresión génica específicas como biomarcadores sensibles de exposición a plaguicidas en C. latirostris. Se evaluaron los efectos de las formulaciones de glifosato (GLI), cipermetrina (CIP) y clorpirifos (CPF) por separado y en forma de mezclas durante el período embrionario al igual que en juveniles y neonatos en condiciones semi-naturales. Las concentraciones utilizadas fueron las recomendadas para su aplicación en cultivos de soja con los siguientes grupos experimentales: GLI (Roundup® Full II): 2% y 1%; CIP (Atanor®): 0.12% y 0.06%; CPF (Lorsban®): 0.8% y 0.4%; 3 grupos expuestos a mezclas binarias, un grupo expuesto a la mezcla de las tres formulaciones, un control negativo y un control de vehículo. Se tomaron muestras de sangre para analizar el daño en el ADN y el daño oxidativo en el ADN, los niveles de peroxidación lipídica, las actividades de las enzimas CAT y SOD y la expresión de sus genes correspondientes. Además, se analizó el posible efecto sobre el desarrollo de los individuos. Los resultados indicaron daño en el ADN, con una fuerte incidencia en la oxidación de purinas y pirimidinas en el caso de exposición a formulaciones de GLI, CIP y CPF, así como en todas las mezclas. No se observó efecto sobre la LPO ni modificación de las enzimas antioxidantes. Sin embargo, encontramos variaciones significativas en los patrones de expresión de los genes cat y sod. Este es el primer análisis de expresión de genes asociados al estrés oxidativo y a defensas antioxidantes en C. latirostris y el primer reporte de su utilización como biomarcadores en respuesta a condiciones de estrés en este caso, ejercida por la exposición a plaguicidas.

The objective of this work was to identify specific oxidative, genotoxic and molecular gene expression damage responses as sensitive biomarkers of pesticide exposure in C. latirostris. The effects of glyphosate (GLY), cypermethrin (CYP) and chlorpyrifos (CPF) formulations were evaluated separately and as mixtures during the embryonic period as well as in juveniles and neonates under semi-natural conditions. The concentrations used were those recommended for application in soybean crops with the following experimental groups: GLY (Roundup® Full II): 2% and 1%; CYP (Atanor®): 0.12% and 0.06%; CPF (Lorsban®): 0.8% and 0.4%; 3 groups exposed to binary mixtures, one group exposed to the mixture of the three formulations, a negative control and a vehicle control. Blood samples were taken to analyze DNA and oxidative DNA damage, lipid peroxidation levels, CAT and SOD enzyme activities and the expression of their corresponding genes. In addition, the possible effect on the development of individuals was analyzed. The results indicated DNA damage, with a strong impact on purine and pyrimidine oxidation in the case of exposure to GLY, CYP and CPF formulations, as well as in all mixtures. No effect on LPO or modification of antioxidant enzymes was observed. However, we found significant variations in the expression patterns of cat and sod genes. This is the first analysis of gene expression associated with oxidative stress and antioxidant defenses in C. latirostris and the first report of their use as biomarkers in response to stress conditions, in this case, exerted by exposure to pesticides.