Avaliacão do fenótipo refratário do CYP1a em Guarús para estudos de adaptação para a poluição em peixes.

Abstract

A incapacidade de induzir o citocromo P4501A (CYP1A) por compostos semelhantes às dioxinas é uma característica bem estudada em populações de peixes que habitam em locais altamente contaminados na América do Norte. O objetivo deste estudo foi investigar a existência do fenótipo refratário do CYP1A em populações de guarús sul-americanos Poecilia vivipara e Phalloceros caudimaculatus de dois locais na cidade de Rio Grande (RS, Brasil) com diferentes níveis de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) no sedimento. Os alevinos de primeira geração (F1) foram expostos durante 24 horas às concentrações de 0, 10, 100, 1.000 e 10.000 M de beta-naftoflavona (BNF), um conhecido indutor do CYP1A. A expressão de mRNA do CYP1A foi determinada usando PCR em tempo real (RT-qPCR). Primeiramente, foi utilizado o endpoint usual para avaliação do fenótipo refratário do CYP1A, comparando peixes expostos a BNF com o controle. A concentração de 10 M evidenciou um fenótipo refratário do CYP1A em P. vivipara do local poluído (P), mas não foi evidenciado para concentrações mais elevadas de BNF e foi ausente para P. caudimaculatus. Então, foram usados dois endpoints alternativos para avaliação das capacidades de resposta alteradas do CYP1A em populações distintas: 1) a comparação estatística de EC50 e de curvas dose-resposta de BNF usando o pacote DRC do programa R e 2) comparação estatística do nível máximo de CYP1A através da exposição a 10.000 M BNF. Os valores de EC50 para os locais de referência (R) e P indicaram uma capacidade de indução do CYP1A alterada para P. vivipara (190,8 M e 15905,7 M BNF, respectivamente, p <0,05) mas não para P. caudimaculatus (220,2 e 265,2 M BNF, respectivamente p = 0,47). O nível do CYP1A a 10.000 M BNF foi maior na população do local R (P. vivipara 0,22 ± 0,06; P. caudimaculatus 0,39 ± 0,11) do que no local P (P. vivipara 0,02 ± 0,01; P. caudimaculatus 0,17 ± 0,03) para ambos guarús. Este é o primeiro estudo a avaliar sistematicamente o fenótipo refratário do CYP1A em guarús. Os resultados indicam que o valor de EC50 comparado estatisticamente e a indução máxima de CYP1A a 10.000 M de BNF são endpoints promissores para a identificação do fenótipo refratário de CYP1A em peixes.

The inability to induce cytochrome P4501A (CYP1A) by dioxin-like compounds is a well studied characteristic of fish populations inhabiting highly contaminated sites in North America. The aim of this study was to investigate the existence of the CYP1A refractory phenotype in populations of South American guppies Poecilia vivipara and Phalloceros caudimaculatus from two sites in the Rio Grande city (RS, Brazil) with different levels of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in sediment. First-generation (F1) fingerling were 24-h waterborne exposed to concentrations of 0, 10, 100, 1,000 and 10,000 M of beta-naphthoflavone (BNF), a known inducer of CYP1A. A mRNA expression of the CYP1A was determined using real time PCR (RT-qPCR). Firstly, the usual endpoint for CYP1A refractory phenotype evaluation was used, by comparing fish exposed to BNF and control. The concentration of 10 M evidenced a CYP1A refractory phenotype in P. vivipara from polluted site (P) but was not evident for higher BNF concentrations and was absent for P. caudimaculatus. Then, two alternative endpoints for evaluation of altered CYP1A response capacities in distinct populations was used: 1) the statistical comparison of EC50 of BNF dose-response curves using the DRC package of the R program and 2) statistical comparison of maximum CYP1A level through exposure to 10,000 M BNF. The EC50 values for reference (R) and P sites, denoted an altered CYP1A induction capacity for P. vivipara (190.8 M and 15905.7 M BNF, respectively, p<0.05) but not for P. caudimaculatus (220.2 and 265.2 M BNF, respectively, p=0.47). The CYP1A level to 10,000 M BNF was higher in population from R site (P. vivipara 0.22±0.06; P. caudimaculatus 0.39±0.11) than P site (P. vivipara 0.02 ±0.01; P. caudimaculatus 0.17±0.03) for both guppies. This is the first study to systematically evaluate the CYP1A refractory phenotype in guppies. The results point out that EC50 and maximum CYP1A induction to 10,000 M BNF are promise endpoints to identification of CYP1A refractory phenotype in fish.