Estudos enantiosseletivos de metabolismo, citotoxicidade e genotoxicidade in vitro do nematicida fenamifós
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-15082024-094833/ |
Resumo: | A exposição do homem aos praguicidas pode ocorrer de diversas maneiras, como na exposição ocupacional ou pela exposição crônica após a ingestão de águas e alimentos contaminados com resíduos de praguicidas. Assim, os riscos da exposição humana a estes praguicidas devem ser avaliados. Para isso, faz-se necessário informações sobre o metabolismo, como a rota metabólica, as possíveis interações com outros xenobióticos, e ainda avaliar a sua citotoxicidade e genotoxicidade. O fenamifós, praguicida alvo do presente trabalho, se destaca devido a sua ampla aplicação em mais de 60 países para o controle de nematoides, inclusive no Brasil. Apesar de sua quiralidade e de evidências de estereosseletividade com relação a sua atividade e toxicidade, o fenamifós ainda é comercializado como mistura racêmica. Dessa forma, este trabalho se propôs a realizar um amplo estudo estereosseletivo in vitro de metabolismo de fase I do praguicida quiral fenamifós empregando microssomas hepáticos de humanos, bem como avaliar as interações fármaco-praguicida através dos ensaios in vitro de inibição das principais enzimas do citocromo P450 (CYP450). A citotoxicidade e genotoxicidade estereosseletiva deste praguicida também foi avaliada empregando células mononucleares de sangue periférico humano. Os resultados in vitro demonstraram que o fenamifós sofre metabolismo de fase I mediado pelas enzimas do CYP450, onde se observou a formação do metabólito oxidado, o fenamifós sulfóxido. O perfil cinético do metabolismo do fenamifós foi determinado pelo modelo de Michaelis-Menten. Os parâmetros cinéticos (KM e VMAX) obtidos foram utilizados nas extrapolações in vitro-in vivo. O clearance hepático e taxa de extração hepática evidenciaram a participação do fígado na depuração do fenamifós, embora este processo não ocorra por completo durante a primeira passagem do praguicida pelo órgão. Os ensaios de fenotipagem demonstraram significativa participação das isoformas CYP3A, CYP2B6 e CYP2E1 na formação do metabólito fenamifós sulfóxido. Os resultados referentes ao potencial inibitório do fenamifós sobre as principais isoformas do CYP450 sugerem inibição reversível e competitiva das isoformas CYP1A2, CYP2C19 e CYP3A, com destaque para a acentuada estereosseletividade na inibição da isoforma CYP1A2. A extrapolação in vitro-in vivo sugere que a inibição causada pelo fenamifós a estas isoformas não deve ser ignorada, e que este praguicida possui significativo potencial de causar interações fármaco-praguicida. Os ensaios de citotoxicidade e genotoxicidade demonstraram que o fenamifós parece não ser tóxico às células mononucleares de sangue periférico humano na faixa de concentração avaliada (0,10 até 102,40 µmol L-1) durante 24 horas de exposição. No entanto, apesar do fenamifós não apresentar citotoxicidade e genotoxicidade para as células avalias, os riscos da exposição do homem a este composto não devem ser negligenciados. O fenamifós apresenta significativo potencial de acarretar interações fármaco-praguicida pela inibição das isoformas do CYP450. Assim, os resultados apresentados neste trabalho evidenciam os riscos a que a população brasileira está exposta. |
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Estudos enantiosseletivos de metabolismo, citotoxicidade e genotoxicidade in vitro do nematicida fenamifósln vitro enantioselective studies of metabolism, cytotoxicity and genotoxicity of the nematicide fenamiphosAnálise quiralChiral analysisChiral pesticideCinética enzimáticaCitocromo P450Cytochrome P450Enzyme inhibitionEnzyme kineticsFenamifósFenamiphosHuman liver microsomesInibição enzimáticaln vitro metabolismMetabolismo in vitroMicrossomas hepáticos de humanosPraguicida quiralA exposição do homem aos praguicidas pode ocorrer de diversas maneiras, como na exposição ocupacional ou pela exposição crônica após a ingestão de águas e alimentos contaminados com resíduos de praguicidas. Assim, os riscos da exposição humana a estes praguicidas devem ser avaliados. Para isso, faz-se necessário informações sobre o metabolismo, como a rota metabólica, as possíveis interações com outros xenobióticos, e ainda avaliar a sua citotoxicidade e genotoxicidade. O fenamifós, praguicida alvo do presente trabalho, se destaca devido a sua ampla aplicação em mais de 60 países para o controle de nematoides, inclusive no Brasil. Apesar de sua quiralidade e de evidências de estereosseletividade com relação a sua atividade e toxicidade, o fenamifós ainda é comercializado como mistura racêmica. Dessa forma, este trabalho se propôs a realizar um amplo estudo estereosseletivo in vitro de metabolismo de fase I do praguicida quiral fenamifós empregando microssomas hepáticos de humanos, bem como avaliar as interações fármaco-praguicida através dos ensaios in vitro de inibição das principais enzimas do citocromo P450 (CYP450). A citotoxicidade e genotoxicidade estereosseletiva deste praguicida também foi avaliada empregando células mononucleares de sangue periférico humano. Os resultados in vitro demonstraram que o fenamifós sofre metabolismo de fase I mediado pelas enzimas do CYP450, onde se observou a formação do metabólito oxidado, o fenamifós sulfóxido. O perfil cinético do metabolismo do fenamifós foi determinado pelo modelo de Michaelis-Menten. Os parâmetros cinéticos (KM e VMAX) obtidos foram utilizados nas extrapolações in vitro-in vivo. O clearance hepático e taxa de extração hepática evidenciaram a participação do fígado na depuração do fenamifós, embora este processo não ocorra por completo durante a primeira passagem do praguicida pelo órgão. Os ensaios de fenotipagem demonstraram significativa participação das isoformas CYP3A, CYP2B6 e CYP2E1 na formação do metabólito fenamifós sulfóxido. Os resultados referentes ao potencial inibitório do fenamifós sobre as principais isoformas do CYP450 sugerem inibição reversível e competitiva das isoformas CYP1A2, CYP2C19 e CYP3A, com destaque para a acentuada estereosseletividade na inibição da isoforma CYP1A2. A extrapolação in vitro-in vivo sugere que a inibição causada pelo fenamifós a estas isoformas não deve ser ignorada, e que este praguicida possui significativo potencial de causar interações fármaco-praguicida. Os ensaios de citotoxicidade e genotoxicidade demonstraram que o fenamifós parece não ser tóxico às células mononucleares de sangue periférico humano na faixa de concentração avaliada (0,10 até 102,40 µmol L-1) durante 24 horas de exposição. No entanto, apesar do fenamifós não apresentar citotoxicidade e genotoxicidade para as células avalias, os riscos da exposição do homem a este composto não devem ser negligenciados. O fenamifós apresenta significativo potencial de acarretar interações fármaco-praguicida pela inibição das isoformas do CYP450. Assim, os resultados apresentados neste trabalho evidenciam os riscos a que a população brasileira está exposta.Human exposition to pesticides can occur in several ways, as occupational exposure or chronic exposure by ingestion of food and water contaminated with pesticide residue. So, the risks of human exposition to these pesticides should be assessed. For that, it is necessary information about metabolism, such as the metabolic pathway, the possible interactions with other xenobiotics, and evaluate the possible cytotoxicity and genotoxicity. Fenamiphos, the target pesticide of the present work, stands out due to its wide use to control of nematodes in more than 60 countries, including Brazil. Despite of its chirality and evidences of stereoselectivity with respect its activity and toxicity, fenamiphos is still sold as a racemic mixture. Given that, this work proposed to carry out an extensive in vitro stereoselective study of phase I metabolism of the chiral pesticide fenamiphos using human liver microsomes and evaluate the drug-pesticide interactions through in vitro inhibition assays of major cytochrome P450 (CYP450) enzymes. ln addition, the stereoselective cytotoxicity and genotoxicity of this pesticide were evaluated in human peripheral blood mononuclear cells. The in vitro results showed the phase I metabolism of fenamiphos by CYP450 enzymes, and the oxidation of fenamiphos to fenamiphos sulfoxide. The Michaelis-Menten model was used to describe the enzyme kinetics of fenamiphos metabolism. The kinetic parameters (KM e VMAX) were determined and used to perform in vitro-in vivo extrapolations. Hepatic clearance and hepatic extraction rate evidenced the role of liver on fenamiphos clearance, although this process does not occur completely during the first passage of the pesticide by the organ. The phenotyping assays showed the significant participation of CYP3A, CYP2B6 and CYP2E1 isoforms on fenamiphos sulfoxide formation. Regarding the evaluation of the inhibitory potential of fenamiphos of the main isoforms of CYP450, the results suggest that this pesticide inhibits by reversible and competitive mechanisms CYP1A2, CYP2C19 and CYP3A isoforms, highlighting the strongly stereoselectivity in inhibition of the CYP1A2 isoform. ln vitro-in vivo extrapolation suggests that the inhibition caused by fenamiphos to these isoforms should not be ignored, and that this pesticide has significant potential to cause drug-pesticide interactions. Cytotoxicity and genotoxicity assays have demonstrated that fenamiphos does not appear to be toxic to human peripheral blood mononuclear cells, at least at the concentrations evaluated (0.10 to 102.40 µmol L-1) during 24 hours of exposure. However, although fenamiphos does not exhibit cytotoxicity and genotoxicity to evaluated cells, the risks of human exposure to this compound should not be neglected. Fenamiphos presents a significant potential to cause drug-pesticide interactions by the inhibition of cytochrome P450 isoforms. Thus, the results presented in this study highlight the risks to which the Brazilian population is exposed.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAntunes, Lusania Maria GreggiOliveira, Anderson Rodrigo Moraes deAlbuquerque, Nayara Cristina Perez de2019-02-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-15082024-094833/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-08-15T18:30:03Zoai:teses.usp.br:tde-15082024-094833Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-15T18:30:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A exposição do homem aos praguicidas pode ocorrer de diversas maneiras, como na exposição ocupacional ou pela exposição crônica após a ingestão de águas e alimentos contaminados com resíduos de praguicidas. Assim, os riscos da exposição humana a estes praguicidas devem ser avaliados. Para isso, faz-se necessário informações sobre o metabolismo, como a rota metabólica, as possíveis interações com outros xenobióticos, e ainda avaliar a sua citotoxicidade e genotoxicidade. O fenamifós, praguicida alvo do presente trabalho, se destaca devido a sua ampla aplicação em mais de 60 países para o controle de nematoides, inclusive no Brasil. Apesar de sua quiralidade e de evidências de estereosseletividade com relação a sua atividade e toxicidade, o fenamifós ainda é comercializado como mistura racêmica. Dessa forma, este trabalho se propôs a realizar um amplo estudo estereosseletivo in vitro de metabolismo de fase I do praguicida quiral fenamifós empregando microssomas hepáticos de humanos, bem como avaliar as interações fármaco-praguicida através dos ensaios in vitro de inibição das principais enzimas do citocromo P450 (CYP450). A citotoxicidade e genotoxicidade estereosseletiva deste praguicida também foi avaliada empregando células mononucleares de sangue periférico humano. Os resultados in vitro demonstraram que o fenamifós sofre metabolismo de fase I mediado pelas enzimas do CYP450, onde se observou a formação do metabólito oxidado, o fenamifós sulfóxido. O perfil cinético do metabolismo do fenamifós foi determinado pelo modelo de Michaelis-Menten. Os parâmetros cinéticos (KM e VMAX) obtidos foram utilizados nas extrapolações in vitro-in vivo. O clearance hepático e taxa de extração hepática evidenciaram a participação do fígado na depuração do fenamifós, embora este processo não ocorra por completo durante a primeira passagem do praguicida pelo órgão. Os ensaios de fenotipagem demonstraram significativa participação das isoformas CYP3A, CYP2B6 e CYP2E1 na formação do metabólito fenamifós sulfóxido. Os resultados referentes ao potencial inibitório do fenamifós sobre as principais isoformas do CYP450 sugerem inibição reversível e competitiva das isoformas CYP1A2, CYP2C19 e CYP3A, com destaque para a acentuada estereosseletividade na inibição da isoforma CYP1A2. A extrapolação in vitro-in vivo sugere que a inibição causada pelo fenamifós a estas isoformas não deve ser ignorada, e que este praguicida possui significativo potencial de causar interações fármaco-praguicida. Os ensaios de citotoxicidade e genotoxicidade demonstraram que o fenamifós parece não ser tóxico às células mononucleares de sangue periférico humano na faixa de concentração avaliada (0,10 até 102,40 µmol L-1) durante 24 horas de exposição. No entanto, apesar do fenamifós não apresentar citotoxicidade e genotoxicidade para as células avalias, os riscos da exposição do homem a este composto não devem ser negligenciados. O fenamifós apresenta significativo potencial de acarretar interações fármaco-praguicida pela inibição das isoformas do CYP450. Assim, os resultados apresentados neste trabalho evidenciam os riscos a que a população brasileira está exposta. |
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