Evaluation of genotoxicity and cytotoxicity of water samples from the Sinos River Basin, southern Brazil

p>Some water bodies in the Sinos River Basin (SRB) have been suffering the effects of pollution by residential, industrial and agroindustrial wastewater. The presence of cytotoxic and genotoxic compounds could compromise the water quality and the balance of these ecosystems. In this context, the research aimed to evaluate the genotoxicity and cytotoxicity of the water at four sites along the SRB (in the cities of Santo Antônio da Patrulha, Parobé, Campo Bom and Esteio), using bioassays in fish and cell culture. Samples of surface water were collected and evaluated italic>in vitro /italic> using the italic>Astyanax jacuhiensis /italic> fish species (micronucleus test and comet assay) and the Vero lineage of cells (comet assay and cytotoxicity tests, neutral red - NR and tetrazolium MTT). The micronucleus test in fish showed no significant differences between the sampling sites, and neither did the comet assay and the MTT and NR tests in Vero cells. The comet assay showed an increase in genetic damage in the fish exposed to water samples collected in the middle and lower sections of the basin (Parobé, Campo Bom and Esteio) when compared to the upper section of the basin (Santo Antônio da Patrulha). The results indicate contamination by genotoxic substances starting in the middle section of the SRB. /p>

p>Alguns corpos dágua da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos (BHRS) vêm sofrendo os efeitos da poluição por efluentes domésticos, industriais e agroindustriais. A presença de compostos citotóxicos e genotóxicos pode comprometer a qualidade da água e o equilíbrio desses ecossistemas. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a genotoxicidade e a citotoxicidade da água em quatro pontos ao longo da BHRS (Santo Antônio da Patrulha, Parobé, Campo Bom e Esteio), utilizando bioensaios em peixes e em cultura celular. As amostras de água de superfície foram coletadas e avaliadas italic>in vitro /italic> utilizando a espécie de peixe italic>Astyanax jacuhiensis /italic> (teste de micronúcleo e ensaio cometa) e a linhagem celular tipo Vero (ensaio cometa e os testes de citotoxicidade vermelho neutro - VN e tetrazólio MTT). O teste de micronúcleos em peixes não apresentou diferenças significativas entre os pontos de coleta, assim como o ensaio cometa e os testes VN e MTT nas células Vero. O ensaio cometa demonstrou aumento nos danos genéticos em peixes expostos às amostras de água coletadas nos trechos médio e inferior da bacia (Parobé, Campo Bom e Esteio) em relação ao trecho superior da bacia (Santo Antônio da Patrulha). Os resultados indicam contaminação por substâncias genotóxicas a partir do trecho médio da BHRS. /p>

Cytotoxicity assays as tools to assess water quality in the Sinos River basin

p>Cytotoxicity assays using cell cultures may be an alternative to assess biological toxicity of surface waters and may help to improve the control of water quality. This study compared two methods to prepare culture media for the exposure of Hep-2 cells to water samples collected from the Rolante River, an important affluent of the Sinos River. The toxicity was evaluated using the MTT and neutral red assays. Two methods were used to prepare culture media. In method 1, the sample was diluted at 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000, 1:10.000 (v/v, sample/medium) in a standard culture medium; in method 2, water samples were used as the solvent for the culture medium, which was prepared at concentrations of 100, 80, 60, 40 and 20%. Semi-confluent cultures were then exposed to the media test for 24 hours, and cytotoxicity was determined immediately using the MTT and NR assays. Mitochondrial activity (MTT) was significantly lower at all concentrations in both methods, except at 1:1000 in method 1. However, the lysosome viability (NR) results revealed cytotoxicity only in the 1:1 sample of method 1. Both culture preparation methods were efficient and sensitive to the MTT assay, but method 2 seemed to be more adequate for the NR assay. The Rolante River has cytotoxic contaminants to Hep-2 cells, which may be one of the explanations for the poor water quality of the Sinos River basin. /p>

p>Os ensaios de citotoxicidade utilizando culturas de células constituem uma alternativa para avaliar a toxicidade biológica de águas de superfície e podem auxiliar no controle da qualidade da água. Este estudo comparou dois métodos de preparação dos meios de cultura com amostras de água coletadas no rio Rolante, um importante afluente do Rio dos Sinos, para a exposição de células Hep-2. A toxicidade foi avaliada usando os ensaios do MTT e do vermelho neutro (VN). Dois métodos foram utilizados para preparar os meios de cultura. No método 1, a amostra foi diluída a 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000 e 1:10.000 (v/v, amostra/ meio de cultivo) em um meio de cultura padrão; no método 2, as amostras de água foram utilizados como solventes para o meio de cultura, o qual foi preparado em concentração de 100% e nas diluições de 80, 60, 40 e 20%. Culturas semi-confluentes foram então expostas aos meios teste durante 24 horas, e a citotoxicidade foi determinada imediatamente usando os ensaios MTT e VN. A atividade mitocondrial (MTT) foi significativamente menor em todas as concentrações em ambos os métodos, exceto na diluição 1:1000 do método 1. No entanto, os resultados de viabilidade lisossomal (VN) revelaram citotoxicidade apenas no na diluição 1:1 do método 1. Ambos os métodos de preparação do meio cultura foram eficientes e sensíveis para o ensaio do MTT, mas o método 2 foi mais adequado para o ensaio do VN. O rio Rolante possui contaminantes citotóxicos para as células Hep-2, o que pode ser uma das explicações para a baixa qualidade da água da Bacia do Rio dos Sinos. /p>

Evaluation of genotoxicity and cytotoxicity of water samples from the Sinos River Basin, southern Brazil / Avaliação da genotoxicidade e da citotoxicidade de amostras de água da Bacia do Rio dos Sinos, sul do Brasil

Some water bodies in the Sinos River Basin (SRB) have been suffering the effects of pollution by residential, industrial and agroindustrial wastewater. The presence of cytotoxic and genotoxic compounds could compromise the water quality and the balance of these ecosystems. In this context, the research aimed to evaluate the genotoxicity and cytotoxicity of the water at four sites along the SRB (in the cities of Santo Antônio da Patrulha, Parobé, Campo Bom and Esteio), using bioassays in fish and cell culture. Samples of surface water were collected and evaluated in vitro using the Astyanax jacuhiensis fish species (micronucleus test and comet assay) and the Vero lineage of cells (comet assay and cytotoxicity tests, neutral red - NR and tetrazolium MTT). The micronucleus test in fish showed no significant differences between the sampling sites, and neither did the comet assay and the MTT and NR tests in Vero cells. The comet assay showed an increase in genetic damage in the fish exposed to water samples collected in the middle and lower sections of the basin (Parobé, Campo Bom and Esteio) when compared to the upper section of the basin (Santo Antônio da Patrulha). The results indicate contamination by genotoxic substances starting in the middle section of the SRB.

Alguns corpos d’água da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos (BHRS) vêm sofrendo os efeitos da poluição por efluentes domésticos, industriais e agroindustriais. A presença de compostos citotóxicos e genotóxicos pode comprometer a qualidade da água e o equilíbrio desses ecossistemas. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a genotoxicidade e a citotoxicidade da água em quatro pontos ao longo da BHRS (Santo Antônio da Patrulha, Parobé, Campo Bom e Esteio), utilizando bioensaios em peixes e em cultura celular. As amostras de água de superfície foram coletadas e avaliadas in vitro utilizando a espécie de peixe Astyanax jacuhiensis (teste de micronúcleo e ensaio cometa) e a linhagem celular tipo Vero (ensaio cometa e os testes de citotoxicidade vermelho neutro - VN e tetrazólio MTT). O teste de micronúcleos em peixes não apresentou diferenças significativas entre os pontos de coleta, assim como o ensaio cometa e os testes VN e MTT nas células Vero. O ensaio cometa demonstrou aumento nos danos genéticos em peixes expostos às amostras de água coletadas nos trechos médio e inferior da bacia (Parobé, Campo Bom e Esteio) em relação ao trecho superior da bacia (Santo Antônio da Patrulha). Os resultados indicam contaminação por substâncias genotóxicas a partir do trecho médio da BHRS.

Cytotoxicity assays as tools to assess water quality in the Sinos River basin / Ensaios de citotoxicidade como ferramentas para avaliar a qualidade da água da bacia do Rio do Sinos

Cytotoxicity assays using cell cultures may be an alternative to assess biological toxicity of surface waters and may help to improve the control of water quality. This study compared two methods to prepare culture media for the exposure of Hep-2 cells to water samples collected from the Rolante River, an important affluent of the Sinos River. The toxicity was evaluated using the MTT and neutral red assays. Two methods were used to prepare culture media. In method 1, the sample was diluted at 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000, 1:10.000 (v/v, sample/medium) in a standard culture medium; in method 2, water samples were used as the solvent for the culture medium, which was prepared at concentrations of 100, 80, 60, 40 and 20%. Semi-confluent cultures were then exposed to the media test for 24 hours, and cytotoxicity was determined immediately using the MTT and NR assays. Mitochondrial activity (MTT) was significantly lower at all concentrations in both methods, except at 1:1000 in method 1. However, the lysosome viability (NR) results revealed cytotoxicity only in the 1:1 sample of method 1. Both culture preparation methods were efficient and sensitive to the MTT assay, but method 2 seemed to be more adequate for the NR assay. The Rolante River has cytotoxic contaminants to Hep-2 cells, which may be one of the explanations for the poor water quality of the Sinos River basin.

Os ensaios de citotoxicidade utilizando culturas de células constituem uma alternativa para avaliar a toxicidade biológica de águas de superfície e podem auxiliar no controle da qualidade da água. Este estudo comparou dois métodos de preparação dos meios de cultura com amostras de água coletadas no rio Rolante, um importante afluente do Rio dos Sinos, para a exposição de células Hep-2. A toxicidade foi avaliada usando os ensaios do MTT e do vermelho neutro (VN). Dois métodos foram utilizados para preparar os meios de cultura. No método 1, a amostra foi diluída a 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000 e 1:10.000 (v/v, amostra/ meio de cultivo) em um meio de cultura padrão; no método 2, as amostras de água foram utilizados como solventes para o meio de cultura, o qual foi preparado em concentração de 100% e nas diluições de 80, 60, 40 e 20%. Culturas semi-confluentes foram então expostas aos meios teste durante 24 horas, e a citotoxicidade foi determinada imediatamente usando os ensaios MTT e VN. A atividade mitocondrial (MTT) foi significativamente menor em todas as concentrações em ambos os métodos, exceto na diluição 1:1000 do método 1. No entanto, os resultados de viabilidade lisossomal (VN) revelaram citotoxicidade apenas no na diluição 1:1 do método 1. Ambos os métodos de preparação do meio cultura foram eficientes e sensíveis para o ensaio do MTT, mas o método 2 foi mais adequado para o ensaio do VN. O rio Rolante possui contaminantes citotóxicos para as células Hep-2, o que pode ser uma das explicações para a baixa qualidade da água da Bacia do Rio dos Sinos.