Influência da temperatura e do ph em respostas bioquímicas e moleculares de ostras Crassostrea brasiliana expostas a fenantreno

Abstract

Com o desenvolvimento industrial o dióxido de carbono presente na atmosfera tem aumentado e causado uma acidificação dos corpos d´águas, incluindo os oceanos. Mudanças na temperatura da água e pH podem causar estresse sobre e influenciar a capacidade de resposta dos organismos aquáticos frente à exposição aos xenobióticos. Dentre esses xenobióticos, o fenantreno (PHE), utilizado como um composto modelo dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) possui uma alta reatividade biológica. Animais estuarinos, como a ostra Crassostrea brasiliana, possuem mecanismos fisiológicos e bioquímicos de adaptação e tolerância às variações de temperatura e pH desses ambientes. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da temperatura e do pH sobre a transcrição de genes relacionados com a biotransformação [(citocromo P450 (CYP2AU1, CYP2-like2), glutationa S-transferase (GST?-like) e sulfotransferase (SULT-like)], defesas antioxidantes [catalase (CAT-like), glutationa peroxidase (GPx-like) e superóxido dismutase (SOD-like)], estresse e metabolismo de lipídeos [ proteína de choque térmico 70 (HSP70-like), proteína de choque térmico 90 (HSP90-like), proteína ligante de ácido graxo (FABP-like)], enzimas antioxidantes e níveis de peroxidação lipídica em brânquias de ostras Crassostrea brasiliana expostas a fenantreno (PHE). As ostras foram expostas a 100 µg.L-1 de PHE em três diferentes temperaturas (18°C, 24°C e 32°C) e pH (pH 6,5; 7,0 e 8,2) por 24 e 96h. Após 24h os níveis de transcritos de CYP2-like2 e CYP2AU1 foram menores em ostras mantidas a 32°C, no grupo exposto e controle comparado às demais temperaturas, e de GST?-like quando comparado com 18°C. Transcritos de CYP2-like2 foram maiores no grupo exposto, comparado ao controle em 32°C, após 96h de exposição. SOD-like apresentou maior nível de transcritos no grupo exposto de 18°C comparado a seu controle. As enzimas GST, GPx e G6PDH apresentaram maior atividade nas ostras expostas ao PHE na temperatura de 18°C, em relação ao grupo exposto de 32°C. Os níveis de MDA foram menores no grupo exposto de 18°C com relação ao controle. Transcritos de HSP70-like foram afetados pelo PHE na temperatura de 32°C. Após 24h, os níveis de transcritos do CYP2AU1, CYP2-like2 e GST?-like foram maiores nas ostras do grupo controle do pH 6,5, comparado ao grupo controle no pH 8,2. Ostras expostas ao PHE no pH 8,2 apresentaram menores níveis de transcritos de CYP2AU1 e GST?-like quando comparado a seu controle. Após 96h, os níveis de transcritos de genes que codificam as enzimas antioxidantes apresentaram o efeito do pH (CAT-like) e interação (GPx-like). Genes relacionados às defesas antioxidantes e biotransformação avaliados foram significantemente afetados pela temperatura, de forma muito mais evidenciada que o efeito do PHE. E o efeito interativo entre o PHE e o pH sugere que em pH menores as ostras foram mais responsivas ao efeito do PHE. O efeito da temperatura e do pH, assim como os efeitos interativos entre temperatura/pH e PHE, devem ser levados em conta antes de utilizar esses e outros genes como potenciais biomarcadores moleculares frente a exposição a PHE.

Abstract: With the industrial development levels of carbon dioxide present in the atmosphere has increased and caused acidification of water, including the oceans. Changes in water temperature and pH can cause stress on and influence the responsiveness of aquatic organisms to exposure to xenobiotics. Estuarine animals, like oyster Crassostrea brasiliana have physiological and biochemical mechanisms of adaptation and tolerance to temperature and pH variations in these environments. The aim of this study was to evaluate the influence of temperature on gene transcription of biotransformation genes [cytochrome P450 (CYP2AU1, CYP2-like2), glutathione S-transferase (GSTO-like) and sulfotransferase (SULT-like) ], antioxidant defenses [catalase (CAT-like), glutathione peroxidase (GPx-like) and superoxide dismutase (SOD-like)], lipid stress and metabolism [heat shock protein 70 (HSP70-like), heat shock protein 90 (HSP90-like), fatty acid binding protein (FABP-like)], activity of antioxidant enzymes and lipid peroxidation levels in gills of oyster C. brasiliana exposed to phenanthrene (PHE). The oysters were exposed to 100 µg.L-1 of PHE at three different pH temperatures (18°C, 24°C and 32°C) and pH (pH 6.5, 7.0 and 8.2) for 24 and 96h. After 24h the transcript levels of CYP2-like2 and CYP2AU1 were lower in oysters maintained at 32°C, in the exposed group and control compared to the other temperatures, and of GSTO-like when compared to 18°C. CYP2-like2 transcripts were higher in the exposed group, compared to the control at 32°C, after 96h of exposure. SOD-like showed higher level of transcripts in exposed group of 18°C compared to control group. The enzymes GST, GPx and G6PDH showed higher activity in oysters exposed to PHE at 18°C, compared to the exposed group of 32°C. MDA levels were lower in the exposed group at 18°C relative to the control group. HSP70-like transcripts were affected by the PHE at 32°C. After 24h, transcripts levels of CYP2AU1, CYP2-like2 and GSTO-like were higher in the oysters of the control group of pH 6.5, compared to the control group. Oysters exposed to PHE at pH 8.2 showed lower transcripts levels of CYP2AU1 and GSTO-like when compared to their control. Transcription genes of phase I and II of biotransformation was affected by exposure to PHE and pH, mainly after 24 hours of exposure. The interactive effect between PHE and pH suggests that the oysters were more responsive to the PHE effect at lower pH. Only after 96h, the transcript levels of genes encoding to antioxidant enzymes showed the effect of pH (CAT-like) and interaction (GPx-like). Genes related to antioxidant defenses and biotransformation evaluated were significantly affected by temperature, in more evidenced way than the effect of PHE. The interactive effect between PHE and pH suggests that at lower pH the oysters were more responsive to the PHE effect. The effect of temperature and pH, as well the interactive effects between temperature/pH and PHE, should be taken into account before using these and other genes as potential molecular biomarkers against PHE exposure.