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Type: Tese
Title: Depleção de glutationa reduzida (gsh) por xenobióticos causa estresse oxidativo associado à infertilidade em peixes e mamíferos
Title in English: Depletion of reduced glutathione (GSH) by xenobiotics causes oxidative stress associated with infertility in fish and mammals
Authors: Vieira, Leonardo Rogério
Advisor: Farias, Davi Felipe
Keywords in Brazilian Portuguese : Toxicidade reprodutiva;Conjugação com GSH;Danos oxidativos;Tecidos reprodutores;Via de efeito adverso;Toxicologia preditiva
Keywords in English : Reproductive toxicity;Conjugation with GSH;Oxidative damage;Reproductive tissues;Adverse outcome pathway;Predictive toxicology
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Issue Date: 2024
Citation: VIEIRA, Leonardo Rogério. Depleção de glutationa reduzida (gsh) por xenobióticos causa estresse oxidativo associado à infertilidade em peixes e mamíferos. 2024. 183 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: GSH desempenha um papel crucial como antioxidante tanto na fertilidade masculina quanto feminina. Atua como um defensor natural contra agentes oxidantes, como produtos químicos, ROS e peróxidos lipídicos, nas células gonadais, ação que contribui para a melhoria da qualidade dos espermatozoides e óvulos. No entanto, a diminuição dos níveis de GSH nos tecidos reprodutivos resulta em danos aos gametas dos animais. Isso ocorre devido à redução dos níveis dessa molécula nos órgãos reprodutivos, causando o acúmulo de espécies reativas de oxigênio. Essas espécies reagem com o DNA, proteínas e lipídios de membrana das células gaméticas durante e após o processo de maturação. Assim, de acordo com a visão estratégica dos testes de toxicidade no século 21 (TTS21), este trabalho se propõe a desenvolver uma via de efeito adverso como um modelo preditivo de toxicidade reprodutiva induzida por xenobióticos depletores de GSH em peixes e mamíferos. Para isso, dados toxicológicos experimentais de atrazina (ATZ) foram utilizados para conectar alterações moleculares a mudanças fenotípicas associadas à disfunção reprodutiva e suportar a via proposta. Os resultados indicam que a conjugação de GSH com produtos químicos tais como ATZ pode plausivelmente levar a distúrbios reprodutivos em peixes e mamíferos, por meio do estresse oxidativo. Além disso, foi mostrado que a partir de 0,2 mg/L, a ATZ pode desencadear a via de efeito adverso (AOP) em peixes. Ademais, a análise de rede revela que o estresse oxidativo induzido pela ATZ desencadeia toxicidade reprodutiva por meio de danos ao DNA e apoptose celular em tecidos reprodutivos. Esses dois processos podem levar a todos os efeitos adversos identificados. Além disso, a busca in silico por alvos de ATZ relacionados à infertilidade via estresse oxidativo em humanos identificou nove proteínas, entre as quais Tp53, Bcl2, Esr1 e Nos3 se destacam como as mais relevante e podem representar marcadores cruciais de toxicidade reprodutiva induzida por ATZ via estresse oxidativo. Por fim, a análise de enriquecimento de genes indica que essas proteínas estão envolvidas em vários processos biológicos e vias diretamente associadas ao estresse oxidativo, danos ao DNA e apoptose, reforçando ainda mais a rede desenvolvida.
Abstract: GSH plays a crucial role as an antioxidant in both male and female fertility. It acts as a natural defender against oxidative agents such as chemicals, reactive oxygen species (ROS), and lipid peroxides in gonadal cells. This action contributes to the improvement of sperm and egg quality. However, the reduction of GSH levels in reproductive tissues leads to damage to animal gametes. This occurs due to the decrease of this molecule in reproductive organs, causing the accumulation of reactive oxygen species. These species react with DNA, proteins, and membrane lipids of gametic cells during and after the maturation process. Thus, in accordance with the strategic vision of 21st-century toxicity testing (TTS21), this work aims to develop an adverse effect pathway as a predictive model for reproductive toxicity induced by GSH-depleting xenobiotics in fish and mammals. To achieve this, experimental toxicological data for ATZ were used to connect molecular changes to phenotypic alterations associated with reproductive dysfunction and support the proposed pathway. The results indicate that GSH conjugation with chemicals such as ATZ can plausibly lead to reproductive disorders in fish and mammals through oxidative stress. Furthermore, it was demonstrated that starting from 0.2 mg/L, ATZ can trigger the adverse outcome pathway (AOP) in fish. Additionally, network analysis reveals that ATZ-induced oxidative stress triggers reproductive toxicity through DNA damage and cellular apoptosis in reproductive tissues. These two processes can lead to all identified adverse effects. Furthermore, in silico searching for ATZ targets related to infertility via oxidative stress in humans identified nine proteins, among which Tp53, Bcl2, Esr1, and Nos3 stand out as the most relevant and may represent crucial markers of reproductive toxicity induced by ATZ via oxidative stress. Finally, gene enrichment analysis indicates that these proteins are involved in various biological processes and pathways directly associated with oxidative stress, DNA damage, and apoptosis, further reinforcing the developed network.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77153
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/9681522486137831
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/7568220396626488
Access Rights: Acesso Embargado
Appears in Collections:DBBM - Teses defendidas na UFC

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