Potencial protetor das sementes de Eugenia involucrata DC. sobre danos induzidos por chumbo em larvas de peixe-zebra (Danio rerio)

Abstract

A contaminação por chumbo (Pb) constitui um importante problema ambiental e de saúde pública, devido à sua persistência e ampla dispersão entre diferentes compartimentos ambientais, podendo contaminar água, solo e sedimentos e ocasionar prejuízos à fertilidade do solo, à biodiversidade e à saúde humana. Entre os principais mecanismos de toxicidade do Pb destaca-se a indução do estresse oxidativo, decorrente da produção excessiva de espécies reativas de oxigênio (EROs), capaz de comprometer processos fisiológicos e de desenvolvimento. Nesse contexto, compostos bioativos naturais têm sido investigados como potenciais estratégias para mitigação da toxicidade induzida por contaminantes ambientais. Eugenia involucrata DC. (Myrtaceae), frutífera silvestre nativa da América do Sul, ainda subutilizada do ponto de vista farmacológico e alimentar, apresenta composição rica em compostos fenólicos com reconhecido potencial antioxidante. Entretanto, seu potencial biológico foi avaliado predominantemente em estudos in vitro, havendo escassez de evidências em modelos in vivo. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo caracterizar o perfil de compostos fenólicos, avaliar a bioatividade in vitro e o efeito do extrato etanólico das sementes de E. involucrata (ES) sobre alterações induzidas por Pb em embriões e larvas de peixe-zebra (Danio rerio). A caracterização fitoquímica evidenciou elevado teor de compostos fenólicos totais, associado a expressiva atividade antioxidante pelo método de remoção do radical DPPH (EC50 = 0,061 ± 0,005 mg mL-1) e capacidade quelante in vitro (EC50 = 6,08 mg mL-1). O perfil de segurança do ES in vivo, avaliado pelo teste de toxicidade aguda (OECD 236), demonstrou que a concentração escolhida para posterior uso na coexposição com Pb (100 mg L-1) não apresentou letalidade per se, representando a maior concentração testada sem impacto letal. Na coexposição (100 mg L-1 ES + 1.000 µg L-1 Pb2+), foi observada redução significativa das deformidades da coluna e do movimento de ataxia das larvas em relação ao grupo Pb (após 72 e 96h de exposição), bem como redução da ocorrência de nado espasmódico e de larvas não responsivas ao toque (após 96h de exposição) com restabelecimento desses parâmetros morfológicos/comportamentais aos níveis do controle. Em contraste, não foi observado efeito protetor do ES para edema de pericárdico e de saco vitelínico. A exposição ao Pb não alterou os parâmetros de estresse oxidativo, nem a atividade da acetilcolinesterase (AChE), porém o ES per se aumentou os níveis de tióis não proteicos (SHNP), sugerindo aumento da proteção antioxidante pelo extrato na ausência de um insulto oxidativo. Em conjunto, os resultados indicam que o extrato atua na proteção parcial da toxicidade aguda do Pb em larvas de peixe-zebra, com maior eficácia em desfechos morfológicos e comportamentais, possivelmente envolvendo mecanismos alternativos à resposta antioxidante clássica não avaliados no presente estudo. Os resultados obtidos dão uma perspectiva inicial acerca do perfil de segurança do extrato de sementes de E. involucrata durante o desenvolvimento embrio-larval de peixe-zebra, bem como do seu potencial bioativo in vivo frente aos danos induzidos pelo Pb. Estudos posteriores são necessários a fim de melhor caracterizar a toxicidade, bem como o potencial antioxidante in vivo deste extrato.

Abstract: Lead (Pb) contamination constitutes a major environmental and public health concern due to its persistence and widespread distribution across different environmental compartments, leading to contamination of water, soil, and sediments and causing adverse effects on soil fertility, biodiversity, and human health. Among the main mechanisms underlying Pb toxicity is the induction of oxidative stress, resulting from the excessive production of reactive oxygen species (ROS), which may impair physiological and developmental processes. In this context, natural bioactive compounds have been investigated as potential strategies to mitigate toxicity induced by environmental contaminants. Eugenia involucrata DC. (Myrtaceae), a wild fruit species native to South America that remains underutilized from pharmacological and nutritional perspectives, exhibits a composition rich in phenolic compounds with recognized antioxidant potential. However, its biological potential has been evaluated predominantly in in vitro studies, with limited evidence available from in vivo models. In this context, the present study aimed to characterize the phenolic compound profile, evaluate the in vitro bioactivity, and assess the effect of the ethanolic extract of E. involucrata seeds (ES) on Pb-induced alterations in zebrafish (Danio rerio) embryos and larvae. Phytochemical characterization revealed a high content of total phenolic compounds, associated with significant antioxidant activity by the DPPH radical removal method (EC50 = 0.061 ± 0.005 mg mL-1) and in vitro chelating capacity (EC50 = 6.08 mg mL-1). The in vivo safety profile of the ES, assessed according to the OECD 236 acute toxicity test, demonstrated that the concentration selected for subsequent co-exposure with Pb (100 mg L?¹) did not cause per se lethality and represented the highest concentration tested without inducing lethal effects. In the co-exposure (100 mg L-1 ES + 1,000 µg L-1 Pb2+), a significant reduction in spinal deformities and ataxia movement of larvae was observed compared to the Pb group (after 72 and 96 h of exposure), as well as a reduction in the occurrence of spasmodic swimming and larvae unresponsive to touch (after 96 h of exposure), with these morphological/behavioral parameters returning to control levels. In contrast, no protective effect of ES on pericardial and yolk sac edema was observed. Exposure to Pb did not alter oxidative stress parameters or acetylcholinesterase (AChE) activity; however, ES per se increased levels of non-protein thiols (SHNP), suggesting increased antioxidant protection by the extract in the absence of an oxidative insult. Taken together, the results indicate that the extract provides partial protection against acute Pb toxicity in zebrafish larvae, with greater efficacy in morphological and behavioural outcomes, possibly involving alternative mechanisms beyond the classic antioxidant response, not evaluated in the present study. The results obtained provide an initial perspective on the safety profile of E. involucrata seed extract during the embryo-larval development of zebrafish, as well as its bioactive potential in vivo against Pb-induced damage. Further studies are needed to better characterize the toxicity and antioxidant potential in vivo of this extract.