Avaliação da genotoxicidade das águas sueprficiais da Barragem Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves, Assu/RN

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE BIOCIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR E GENÉTICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E BIOLOGIA

MOLECULAR

AVALIAÇÃO DA GENOTOXICIDADE DAS ÁGUAS

SUPERFICIAIS DA BARRAGEM ENGENHEIRO ARMANDO

RIBEIRO GONÇALVES, ASSU/RN.

THIAGO DE MELO CABRAL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR E GENÉTICA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E BIOLOGIA

MOLECULAR

AVALIAÇÃO DA GENOTOXICIDADE DAS ÁGUAS

SUPERFICIAIS DA BARRAGEM ENGENHEIRO ARMANDO

RIBEIRO GONÇALVES, ASSU/RN.

THIAGO DE MELO CABRAL

Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

“

Dedico essa dissertação aos meus pais, Tarcísio Gondim Cabral e Maria

Eunice de Melo Cabral. Se todos os pais fossem como vocês, nenhum

“

de violência e tudo será perdido.”

Charles Chaplin

“Bom mesmo é ir à luta com determinação,

abraçar a vida com paixão,

perder com classe

e vencer com ousadia,

porque o mundo pertence a quem se atreve

e a vida é muito pra ser insignificante.”

AGRADECIMENTOS

Mesmo o maior escritor, teria dificuldades de agradecer de maneira justa a tantas pessoas importantes como são vocês para mim.

Agradeço profundamente ao meu pai Tarcísio e minha mãe Eunice. Vocês são responsáveis por tudo que sou. Sempre me apoiaram em minha carreira, e vibram com cada pequena vitória. Acredito que só vocês sabem de verdade o quanto essa dissertação pertence a vocês.

Aos meus irmãos Marcelo e Marcelly. Vida de irmão é assim, agente se fala pouco, briga muito, mas na hora “H”, sabemos com quem podemos contar.

A minha noiva e colega de trabalho Débora de Almeida Aloise, você participou dessa dissertação desde o momento em que sentamos para estudar para a seleção. Muito obrigado pelo companheirismo, carinho, e especialmente pela sua dedicação e competência. A sua ajuda é fundamental em minha vida.

A profa. Dra. Sílvia Regina Batistuzzo de Medeiros, por seu profissionalismo e orientação criteriosa. A sua contribuição na minha formação está além da academia. Participativa, generosa e amiga, contribuiu de forma decisiva na minha dissertação, sendo para mim, um grande exemplo a ser seguido. Espero continuar pertencendo ao seu grupo.

A profa. Dra. Lucymara Fassarela Agnez-Lima, por sua alegria e dedicação. Sua força e competência contagiam, tornando o mundo da ciência uma imensa indústria de descobertas, a qual se confunde com a magia de um artista. Se quando eu crescer, eu for parecido com você, quero uma amiga igual a profa. Silvia; caso eu pareça mais com a profa. Silvia, quero uma amiga igual a você.

A profa. Dra. Renata de Fátima Panosso, pela avaliação cuidadosa e importantes contribuições para esse trabalho.

A Dra. Sandra de Souza Hacon, a qual se deslocou do Rio de Janeiro para contribuir de maneira significativa na avaliação desse trabalho.

Ao Prof. Dr. Deusimar Freire Brasil, pela doação das tilápias utilizadas como controle no presente trabalho.

Aos meus grandes amigos de Laboratório, Giva e Jefferson. Dificilmente existem dois amigos de trabalho tão dedicados. A alegria de estar com vocês fazia com que longos dias de trabalho parecessem saudáveis momentos de descontração. Sempre contei com vocês para “quase” tudo.

A Dra. Lucila Carmem Monte Egito e a Doutoranda Patrícia Estevam dos Santos, obrigado pelo LAMA existir. Tenho certeza que sem a competência de vocês, toda logística e rotina do laboratório estariam comprometidas. Suas orientações foram fundamentais para a qualidade dos resultados obtidos.

Aos amigos de laboratório, Joana, Luciana, Daniel, Jana, Fernanda e Edson. A convivência com vocês permitiu um ambiente fraterno.

Aos meus grandes amigos do curso de Biologia: Tuca, Pedro, Euriel, Delanne e Renata (saudades e carinho).

Aos amigos da turma do mestrado: Rodrigo, Leo, Jales, Cíntia, Lorena, Lourena, Waleska, Vanessa e Chris.

Aos colegas do LBMG: Naissandra, Leonan, Thiago, Daiane, Viviane, Matheus, Angélica, Joyse, Jule, Thayse, Uaska... e os demais que esqueci!!!

Aos funcionários da UFRN, especialmente Leila, Alexandre, Núbia e Carmem.

Aos meus familiares e amigos não citados, os quais muito contribuem de maneira direta ou indireta em minha vida.

A Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), e ao Programa de Pós Graduação em Genética e Biologia Molecular (PPG-GBM), pela estrutura física, intelectual e apoio financeiro.

RESUMO

A contaminação de reservatórios de água é um dos principais problemas da atualidade. A Barragem Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves (EARG), (06º08’S; 37º07’W) localizada no estado do Rio Grande do Norte, é a segunda maior barragem do nordeste brasileiro, responsável pelo abastecimento doméstico de aproximadamente 415 mil habitantes do semi-árido brasileiro. A água da EARG é captada por um sistema de adutoras, onde é tratada e distribuída para a população. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar o potencial genotóxico da água da Barragem EARG. Para isso, foram realizados os testes cometa e micronúcleo com eritrócitos de tilápias (Oreochromis niloticus) capturadas nesse reservatório. Os testes Allium cepa e mutação reversa com Salmonela typhimurium

foram realizados com água do reservatório antes e após o tratamento. Além disso, análises quantitativa e qualitativa de cianobactérias, assim como a quantificação das microcistinas produzidas pelas cianobactérias presentes nesse reservatório foram realizados, apenas com amostras coletadas na barragem. Os resultados obtidos indicaram aumento significativo na freqüência de micronúcleos em eritrócitos de O. niloticus (p<0,05). A média obtida foi de 2,38 ± 3,02 micronúcleos em mil células analisadas, enquanto que o controle negativo apresentou média de 0,20 ± 0,41 micronúcleos. O ensaio cometa realizado com peixes da EARG foi analisado em uma escala crescente de danos (0 - 4), e mostrou resultados classificados nos níveis 0, 1, 2 e 3, enquanto que o controle negativo apresentou resultados nos níveis 0 e 1. Nos parâmetros macroscópicos avaliados no teste A. cepa não foi verificado alterações estatisticamente significativas. Os parâmetros microscópicos indicaram diminuição significativa no índice mitótico nos dois pontos estudados. Além disso, também foi detectado aumento na freqüência de metáfases e anáfases aberrantes em ambos os pontos, porém estatisticamente significativo apenas na amostra sem tratamento para anáfases aberrantes. A freqüência de micronúcleos no teste A. cepa não foi significativo em relação ao controle negativo. Para o teste de mutação reversa com S. typhimurium realizado com água sem extração, os resultados não demonstraram mutagenicidade para ambos os pontos. Os resultados encontrados com os extratos das amostras coletadas em ambos os pontos apresentaram diferenças estatisticamente significativa quando foi utilizada a fração S9 como ativador metabólico. Para a água não tratada, essas diferenças foram encontradas apenas para a cepa TA98, enquanto que para a água tratada, as duas linhagens apresentaram diferenças significativas. A análise qualitativa de cianobactérias demonstrou a existência de cianobactérias potencialmente tóxicas tais como Planktothrix agardii,

Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis panniformes. O ensaio de HPLC indicou a presença de 38,1 ȝJ/GHPLFURFLVWLQDVQDágua da EARG. O teste de mutação reversa realizado com o extrato contendo microcistinas, não apresentou aumento na razão de mutagenicidade para TA100. O conjunto dos resultados obtidos no presente trabalho sugere que as águas da Barragem EARG podem conter agentes genotóxicos, capazes de alterar a informação genética dos indivíduos. Esses resultados indicam a necessidade de um programa de monitoramento e controle desses poluentes.

Palavras chaves: Genotoxicidade, teste de micronúcleo, ensaio cometa, teste

ABSTRACT

The water reservoirs contamination is one of the main problems nowadays. The reservoir Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves (EARG), (06º08'S; 37º07'W) located in the Rio Grande do Norte state, is the second bigger Brazilian northeast reservoir, being responsible for the domestic supplying of approximately 400 thousand inhabitants. The water of the EARG is caught by a pipes system, where it is treated and distributed for the population. The present work had the objective to evaluate the genotoxic potential of EARG water. For this, were carried through the comet and micronucleus tests with erythrocyte of tilapia (Oreochromis niloticus) captured in EARG. The Allium cepa tests and reverse mutation with Salmonela typhimurium were carried through with water of the reservoir before and after the treatment. Moreover, for the EARG quantitative and qualitative analyses of cyanobacteria as well as the quantification of the microcystins produced for the cyanobacteria found in this reservoir were carried through. The results indicated significant increase in the frequency of micronuclei in erythrocyte of O. niloticus

captured in the EARG (p<0,05). The average was 2,38 ± 3,02 micronuclei in each thousand analyzed cells, whereas the negative control showed an average of 0,20 ± 0.41 micronuclei. The assay comet carried through with fish of the reservoir was analyzed in an increasing scale of damages (0 - 4) and showed the results classified in levels 0, 1, 2 and 3, whereas the negative controls presented only levels 0 and 1. The macrocospic parameters of. A. cepa did not present statistical significant alterations. The microscopical parameters indicated significant reduction in the mitotic rate in the two studied points. Moreover, was detected increase in frequency of metaphase and anaphase aberrant in both points, however only at the point with no treated water, the results showed statistical significant for anaphases aberrant. The frequency of micronuclei in the A. cepa test was not significant compared to negative control. For the reverse mutation test with S. typhimurium

with water without extraction, the results had not demonstrated mutagenicity for both studied points. The results found with extracts of the samples collected in both points presented significant statistical differences when the S9 fraction was used as metabolic activator. For the no treated water, these differences were founded only for TA98 strain, whereas in the treated water, both strains presented significant differences. The qualitative analysis of cyanobacteria demonstrated existence of potentially toxic cyanobacteria such as Planktothrix agardii, Cylindrospermopsis raciborskii and Microcystis panniformes. The HPLC assay indicated the presence of 38,1 ȝg/L of microcystins. The reverse mutation test carried through with the extract contend microcystins, did not present increase in mutagenicity rate for TA100. The set of the results gotten in the present work suggests that the waters of EARG can contain genotoxic agents capable to modify the genetic information of the individuals. These results indicate the necessity of a monitoring program and control for these pollutants.