No estudo foram utilizados embriões de galinha, como o da imagem, para verificar a toxicidade dos compostos químicos. Imagem: Ga Il Kim/Wikimedia Commons
BOLETIM UFPR | Poluentes capazes de atravessar a placenta

Todos os dias estamos expostos a diversos componentes químicos que podem afetar nossa saúde. A preocupação é maior quando estes materiais podem atravessar a barreira placentária e atingir o embrião, pois devido à sua fragilidade os efeitos podem levar a problemas graves ou à interrupção espontânea da gravidez.

O cádmio (Cd) e o ácido perfluorooctanoico (PFOA) são componentes já reconhecidamente tóxicos e ainda comuns que são capazes de atravessar a placenta. Resultados de um estudo desenvolvido na Universidade Federal do Paraná (UFPR) mostraram que a exposição a esses componentes causa graves impactos no desenvolvimento embrionário de galinhas, utilizados para simular as condições de contaminação em seres humanos.

A pesquisadora Melyssa Kmecick, que conduziu o estudo no do Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular da UFPR, revela que os resultados comprovaram que os dois poluentes causam malformações e aumentam a mortalidade embrionária.  Os problemas mais comuns dos embriões foram o não fechamento do tubo neural ou o seu fechamento incorreto, prejudicando o desenvolvimento do cérebro e da medula espinhal, o que pode ser fatal a depender do tipo e da extensão da lesão.

Kmecick explica que a semelhança entre os embriões humanos e de galinhas nessa fase de desenvolvimento e o fato de as doses testadas serem similares às quantidades a que somos expostos cotidianamente apontam que os componentes são potencialmente tóxicos também para humanos. Os resultados foram publicados na tese de doutorado da pesquisadora, intitulada “Embriotoxicidade induzida pelo ácido perfluorooctanóico e cádmio em Gallus gallus”.

Em seres humanos problemas no fechamento do tubo neural podem levar a casos de mortalidade do embrião bem como anencefalia e espinha bífida. Estima-se que no mundo nasçam cerca de 300 mil bebês com este tipo de problema e que uma grande parte deles morre antes de completar quatro anos de idade. No Brasil, estudos apontam que 1,6 a cada mil bebês nascidos vivos apresentem a condição, sendo esta uma das principais causas de deficiência motora infantil no país.

O estudo encontrou outros problemas no desenvolvimento embrionário e em processos importantes para as células devido à exposição aos poluentes. Dentre eles destacam-se o controle da morte da célula, a dinâmica do citoesqueleto (responsável por dar forma e sustentação para a célula), a adesão celular (ligação com diferentes células) e também outras interações, com outras células e componentes extracelulares.

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A professora Claudia Ortolani-Machado, coordenadora do Laboratório de Embriotoxicologia da UFPR, onde o estudo foi conduzido, e orientadora da pesquisa, destaca que o trabalho promove uma ampliação das informações sobre os efeitos dos contaminantes ambientais durante o desenvolvimento embrionário. Ela também acredita que o estudo é fonte para uma maior reflexão sobre a utilização dos componentes químicos.

“Com a nossa pesquisa tentamos contribuir com dados que possam nortear ou auxiliar uma revisão na legislação atual”, ressalta.

Resultados destacaram os impactos no desenvolvimento da medula espinhal e cérebro

O foco do trabalho foi na morfologia dos embriões, principalmente do tubo neural, de onde se desenvolve o sistema nervoso. A preocupação com essa estrutura vem desde o mestrado de Kmecick, no ramo de Biologia Celular e Molecular:

“Essa foi a estrutura que sofreu as alterações mais significativas, evidenciando o tecido nervoso como alvo da ação desses contaminantes no desenvolvimento. Isso foi observado na análise por montagem total, que é uma técnica em que preparamos os pequenos embriões inteiros com uma coloração para que as estruturas do corpo do embrião sejam evidenciadas, como o cérebro, olhos, ouvidos, membros e cauda. Então, observando o material preparado dessa forma, sob uma lupa, foi possível verificar quais malformações os poluentes são capazes de causar e em quais estruturas”, contou Kmecick.

A pesquisadora explica que em uma segunda fase o estudo buscou entender quais as alterações microscópicas internas ao corpo do embrião que estariam envolvidas nessas malformações do tubo neural, sendo este o principal foco da pesquisa.

O estudo acompanhou o embrião em ovos fecundados doados ao laboratório. O desenvolvimento do embrião é iniciado dentro da própria galinha, mas é interrompido quando ela bota o ovo. O processo só é retomado quando se atinge a temperatura de 37 ºC aproximadamente, que pode ser alcançada quando a ave choca o ovo ou através de uma chocadeira.

Foi no processo de pausa do desenvolvimento que os embriões foram expostos aos poluentes, ainda no início da etapa de formação, chamado de blástula. Em seres humanos, essa fase ocorre durante a primeira semana de gestação. Dessa forma, foi possível realizar a pesquisa em um estágio no qual há uma maior sensibilidade do embrião à ação de agentes externos.

De acordo com a professora Claudia Ortolani-Machado, a utilização de ovos de galinhas para experimentos científicos é uma prática milenar, usados desde estudos de anatomia da época de Aristóteles: “É um modelo que detém o recorde de longevidade. Muitos conceitos e nomes de estruturas embrionárias são originadas de trabalhos realizados nesse modelo”, conta.

Além disso, a professora ressalta que outros modelos de vertebrados são utilizados, como os de roedores, anfíbios e peixes, que auxiliam na realização de pesquisas que tratem de efeitos na anatomia e na fisiologia dos organismos. A professora também ressalta que a utilização de ovos de galinhas apresenta algumas vantagens em relação aos outros modelos, como a facilidade de obtenção, manipulação e monitoramento, a ausência de necessidade de nutrientes externos para a sua formação e o desenvolvimento em um curto período de tempo (21 dias).

Comparação entre desenvolvimento de embriões em 3 fases, da esquerda para a direita: peixe, salamandra, tartaruga, galinha, coelho e ser humano. Ilustração: Starlarvae/Commons

Quando os ovos chegaram ao laboratório, foram pesados e selecionados somente aqueles com a casca completamente íntegra. Após, foi realizada a inserção de uma agulha na câmara de ar do ovo (região mais larga da casca) com os contaminantes escolhidos e então os ovos foram incubados à 37 ºC. Uma pequena janela na lateral da casca foi feita para que fosse possível observar os embriões durante o seu desenvolvimento, além de verificar a chamada determinação de viabilidade, um dado utilizado para avaliar a interferência dos contaminantes na mortalidade embrionária.

Os embriões vivos foram preservados em uma solução fixadora, para manter as características o mais próximo possível da situação no embrião vivo. Em seguida, o material passou por uma resina fixadora e então foi cortado em fatias finas, chamadas de secções histológicas. Por fim, essas fatias receberam coloração e foram observadas no microscópio de luz para que a morfologia geral do tecido e das células fossem observados.

Apesar dos resultados expressivos, nem todos os objetivos iniciais foram alcançados. Um deles era entender como os contaminantes interferiam nos componentes das células, durante o processo de desenvolvimento, para ocasionar as malformações. Porém, não foi possível realizar os experimentos necessários para chegar a um resultado.

Componentes tóxicos testados são comuns no dia a dia

Os componentes pesquisados foram escolhidos por serem capazes de atravessar a barreira placentária e atingir o embrião, além de estarem em constante contato com seres humanos. Também foi considerada a falta de dados sobre os compostos e os seus efeitos durante o desenvolvimento embrionário como destaca Ortolani-Machado:

“A existência de dados populacionais divergentes e inconclusivos a respeito da exposição a essas substâncias durante o desenvolvimento pré-natal, embrionário e fetal, e a ocorrência de efeitos adversos no desenvolvimento, como morte embrionária e o aparecimento de malformações também foram fatores importantes para a escolha”.

O ácido perfluorooctanóico (PFOA) é considerado um poluente emergente, visto que, apesar da sua utilização acontecer desde a década de 1950, a preocupação com os seus efeitos é recente. As suas moléculas são hidrofóbicas e lipofóbicas, o que significa que elas repelem água e óleos. Além disso, é um composto resistente à degradação química e física, o tornando muito atrativo para a produção de polímeros para revestimentos, como antiaderentes encontrados em panelas e embalagens de alimentos industrializados; impermeáveis de tecidos e tapetes; e antiestático de componentes eletroeletrônicos.

O PFOA pode ser encontrado até mesmo na poeira de casa, visto que está contido em produtos domésticos que liberam o poluente em pequenas quantidades. Essa contaminação pode chegar aos alimentos e se espalhar pelo ambiente, o que possibilita a manifestação de problemas de saúde.

A sua produção chegou a ser proibida pela Convenção de Estocolmo, realizada em 2001 com o objetivo de proteger a saúde humana e o meio ambiente dos efeitos dos poluentes orgânicos permanentes. Mais de 180 países participam do tratado, entre eles, o Brasil. Apesar da proibição, em uma atualização do texto da convenção em 2019, houve uma flexibilização para que o PFOA fosse utilizado em situações nas quais a eficiência de outros produtos substitutos não fosse eficiente.

Barra de cristal de cádmio com pureza de 99,99% e cubo de cádmio. O metal é utilizado principalmente na produção de pilhas, baterias e componentes eletrônicos. Foto: Alchemist-hp/Commons

O cádmio (Cd), por sua vez, é um metal pesado encontrado na natureza em baixas quantidades. Entretanto, alguns fenômenos naturais, assim como a interferência humana no meio ambiente – através da mineração, por exemplo – podem disseminar esse poluente. O seu uso é variado (produção de baterias, pigmentos, tintas, soldas, fertilizantes fosfatados e componentes eletroeletrônicos) e os resíduos industriais que permanecem após a sua utilização podem contaminar de forma grave a água, o solo e o ar caso não sejam descartados corretamente.

A exposição dos seres humanos aos dois contaminantes pode acontecer através do consumo de alimentos e água que foram contaminados, além da inalação da poeira doméstica que contém resíduos. Os efeitos dos dois poluentes no organismo são bastante prejudiciais à saúde. Entre os efeitos tóxicos causados pelo PFOA estão os danos ao fígado, ao sistema imunológico, ao sistema nervoso, a desregulação da função hormonal normal e a toxicidade reprodutiva. O Cd, por sua vez, está mais envolvido no aparecimento de diferentes tipos de câncer e causa danos aos rins e fígado.

Por Thiago Fedacz | Edição: Rodrigo Choinski
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