Investigação analítica de toxinas aquáticas e outros potenciais agentes químicos associados à Doença de Haff em pescados no Brasil

Abstract

A segurança do pescado constitui um tema relevante na Ciência de Alimentos devido à importância nutricional desse alimento e às particularidades de sua cadeia produtiva, que podem favorecer a exposição a contaminantes químicos e toxinas naturais presentes no ambiente aquático. Entre os eventos associados ao consumo de pescado destaca-se a Doença de Haff, uma síndrome caracterizada por rabdomiólise aguda após a ingestão de peixe, cuja etiologia permanece não esclarecida apesar de mais de um século de investigação. Nesse contexto, esta tese teve como objetivo investigar potenciais agentes químicos associados à Doença de Haff e ampliar o conhecimento sobre toxinas aquáticas emergentes, integrando diferentes abordagens analíticas baseadas em espectrometria de massas. Inicialmente, foi realizada uma revisão crítica sobre segurança do pescado, com ênfase em biotoxinas marinhas e nas dificuldades analíticas associadas à detecção de compostos altamente complexos e presentes em baixas concentrações, como as palitoxinas e seus análogos. Em seguida, foi conduzida uma investigação analítica abrangente em amostras de peixes e sobras alimentares associadas a casos confirmados de Doença de Haff no Brasil, utilizando uma estratégia multinível que combinou métodos direcionados e de triagem para avaliar diferentes hipóteses etiológicas, incluindo biotoxinas marinhas, cianotoxinas, antibióticos ionóforos, metais e contaminantes emergentes. Embora nenhum agente específico tenha sido identificado de forma conclusiva, os resultados evidenciaram a complexidade toxicológica associada a essa síndrome e reforçaram a necessidade de estratégias analíticas altamente sensíveis. Complementarmente, foi investigada a ocorrência de toxinas emergentes em microalgas, sendo reportada pela primeira vez a presença de borbotoxina em isolados brasileiros do dinoflagelado bentônico Prorocentrum borbonicum, com detecção por LC-MS/MS e evidências estruturais preliminares obtidas por espectrometria de massas de alta resolução. Por fim, uma abordagem metabolômica não direcionada baseada em LC-HRMS foi aplicada para comparar perfis químicos de amostras associadas a casos suspeitos de Doença de Haff, permitindo identificar padrões discriminantes e gerar hipóteses sobre compostos potencialmente envolvidos. Em conjunto, os resultados demonstram o potencial da integração entre abordagens analíticas direcionadas e exploratórias para investigar toxinas aquáticas emergentes e contribuem para o avanço do conhecimento sobre a etiologia da Doença de Haff e seus desafios analíticos.

Abstract: Seafood safety is a relevant topic in Food Science due to the nutritional importance of fish as a food source and the specific characteristics of its production chain, which may favor exposure to chemical contaminants and natural toxins present in aquatic environments. Among the events associated with fish consumption, Haff disease stands out as a syndrome characterized by acute rhabdomyolysis following fish ingestion, whose etiology remains unknown despite more than a century of investigation. In this context, this thesis aimed to investigate potential chemical agents associated with Haff disease and to expand the knowledge on emerging aquatic toxins through the integration of analytical approaches based on mass spectrometry. Initially, a critical review on seafood safety was conducted, emphasizing marine biotoxins and the analytical challenges related to the detection of structurally complex compounds present at low concentrations, such as palytoxins and their analogues. Subsequently, a comprehensive analytical investigation was performed on fish samples and food leftovers associated with confirmed Haff disease cases reported in Brazil, using a multi-level analytical strategy that combined targeted and screening methods to evaluate different etiological hypotheses, including marine biotoxins, cyanotoxins, ionophore antibiotics, heavy metals, and contaminants of emerging concern. Although no specific causative agent was conclusively identified, the results highlighted the toxicological complexity associated with this syndrome and reinforced the need for extremely sensitive analytical strategies. In addition, the occurrence of emerging toxins in microalgae was investigated, and the presence of borbotoxin was reported for the first time in Brazilian isolates of the benthic dinoflagellate Prorocentrum borbonicum, detected by LC-MS/MS with preliminary structural evidence obtained by high-resolution mass spectrometry. Finally, an untargeted metabolomics approach based on LC-HRMS was applied to compare chemical profiles of samples associated with suspected Haff disease cases, allowing the identification of discriminant chemical patterns and the generation of hypotheses regarding compounds potentially involved in the syndrome. Overall, the results demonstrate the potential of integrating targeted and exploratory analytical strategies to investigate emerging aquatic toxins and contribute to advancing the understanding of the etiology of Haff disease and its analytical challenges.