Avaliação toxicológica da exposição à Cannabis e cocaína na gravidez em cordão umbilical humano: validação de método analítico e prospecção de biomarcadores proteicos de toxicidade / Toxicological assessment of Cannabis and cocaine exposure during pregnancy in human umbilical cord tissue: analytical method validation and prospection of protein biomarkers related to fetotoxicity

O abuso de drogas atinge aproximadamente 35 milhões de pessoas em todo planeta, sendo um problema alarmante em decorrência de graves danos à saúde, como a dependência química e intoxicações fatais. No Brasil, o número de usuários tem crescido principalmente para o consumo de produtos da Cannabis e cocaína, drogas amplamente consumidas, inclusive entre mulheres em período gestacional, trazendo à tona um novo grupo de risco. A exposição gestacional a drogas de abuso está diretamente relacionada a malformações fetais e complicações de saúde para mãe e bebê nos períodos pré- e pós-natal. Tradicionalmente, a avaliação toxicológica da exposição é realizada pela detecção da droga parental e de seus produtos de biotransformação em matrizes materno-fetais por meio de métodos bioanalíticos. Entretanto, estes ensaios não fornecem informações acerca dos impactos fisiológicos ocasionados pela exposição, deixando uma lacuna no que tange às informações sobre os mecanismos e moléculas subjacentes envolvidos em processos de toxicidade. Desse modo, o desenvolvimento de análises toxicológicas mais robustas utilizando tecnologia de ponta, que possam comprovar o uso drogas e também elucidar aspectos de toxicidade é de suma importância, pois auxiliam na compreensão do impacto biológico relativo à exposição humana a xenobióticos. Neste trabalho foram desenvolvidos ensaios bioanalíticos, utilizando o tecido do cordão umbilical para a avaliação da exposição in utero à canabinoides. Foi desenvolvido e validado método QuECheRS adaptado como preparo de amostra, no qual etapas simultâneas de extração e hidrólise alcalina de canabinoides são alcançadas, utilizando cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetro de massas para detecção de delta-9-tetraidrocanabinol (THC), canabinol (CBN), 11-hidroxi-delta-9-tetraidrocanabinol (11-OHTHC) e 11-nor-9-carboxi-tetrahidrocanabinol (THC-COOH). Também foram desenvolvidas metodologias utilizando LC-MS/MS e Trapped Ion Mobility Mass Spectrometry para análise de proteoma de cordão umbilical humano em diferentes regiões, no intuito de identificar biomarcadores proteicos relativos à fetotoxicidade do uso de drogas na gravidez. Até o presente momento, QuECheRS é utilizado pela primeira vez como abordagem bioanalítica para avaliação de drogas ilícitas em matrizes teciduais materno-fetais e mostrou-se satisfatório para detecção de produtos da Cannabis. Nos ensaios proteômicos, foram identificados potenciais biomarcadores de fetotoxicidade, como as moléculas ACTA 2, Collagen alpha-1 (XVIII), SMC1A, KNL1, KMT2A, em tecidos expostos à Cannabis e/ou cocaína. Tais macromoléculas estão correlacionadas a malformações embriogênicas e complicações de saúde na vida intra-uterina. As metodologias desenvolvidas neste trabalho podem ser úteis para uma melhor avaliação da toxicidade do uso de drogas na gravidez, fornecendo novas pistas sobre a exposição e/ou efeitos tóxicos significativos considerados na avaliação de risco

Drug abuse affects approximately 35 million people worldwide and can be considered a significant burden on society due to severe health problems, e.g. drug addiction and fatal poisonings. In Brazil, the number of users has been growing related to Cannabis and cocaine products, drugs widely used, including among women in gestational period, bringing up a new risk group. Gestational exposure to drugs of abuse is directly related to fetal malformations and health complications for mother and babies in the pre- and postnatal periods. Traditionally, toxicological assessment of exposure is performed by detecting the parent drug and its biotransformation products in maternal-fetal matrices using bioanalytical methods. However, these assays do not provide information about the physiological impacts caused by exposure, leaving a lack of information about the pathways and molecules involved in toxicity processes. Thus, the development of robust toxicological analyzes using cutting-edge technologies in order to prove drug use and also elucidate aspects of toxicity is very important, as they help in understanding the biological impact of human exposure to xenobiotics. Herein, bioanalytical methods using umbilical cord tissue to assess in utero exposure to cannabinoids were developed. A QuECheRS method was developed fully validated as a sample preparation technique for simultaneous extraction and alkaline hydrolysis of cannabinoids, using gas chromatography coupled to mass spectrometry to detect the analytes delta-9-tetrahydrocannabinol (THC), cannabinol (CBN), 11-hydroxydelta-9-tetrahydrocannabinol (11-OH-THC) and 11-nor-9-carboxy-tetrahydrocannabinol (THC-COOH). LC-MS/MS based proteomics and Trapped Ion Mobility Mass Spectrometry were also developed in order to identify protein biomarkers related to fetotoxicity of drug use in pregnancy. Our works represents the first use of QuECheRS for evaluation of illicit drugs in maternal-fetal tissue and was suitable for detection of Cannabis products. In the proteomic assays, potential biomarkers of fetotoxicity were identified in the exposed tissues, such as ACTA 2, Collagen alpha-1 (XVIII), SMC1A, KNL1, KMT2A. These proteins are related to embryogenic malformations and health complications in intrauterine life. The methodologies developed in this project may be useful for a better assessment of the toxicity of drug use in pregnancy, providing new clues about exposure and/or significant toxic effects that should be considered in the risk assessment

Avaliação fitoquímica e atividade antioxidante, antimutagênica e toxicológica do extrato aquoso das folhas de Ocimum gratissimum L / Phytochemical Assessment And Antioxidant, Antimutagenic And Toxicological Activity Of Ocimum gratissimum L. Leaf aqueous extract

A espécie Ocimum gratissimum L., popularmente conhecida como alfavaca, é uma planta muito usada na medicina tradicional brasileira, à qual são atribuídas diversas atividades terapêuticas quando usada na forma de infuso de suas folhas. Neste estudo foi realizada a caracterização fitoquímica, a avaliação da ação antioxidante e a investigação dos efeitos antimutagênico e antigenotóxico, além do efeito mutagênico e genotóxico potencial do extrato aquoso liofilizado a parir das folhas de O. gratissimum (EAOG). O conteúdo de polifenóis totais no extrato foi determinado pelo método Folin-Ciocalteu, sendo encontrado 11,3 µg EAG/mg de EAOG. A atividade antioxidante foi avaliada pelo teste do 1,1-difenil-2-picril hidrazil (DPPH•), apresentando IC50 de 83,0 µg/mL. A antimutagenicidade e mutagenicidade foram avaliadas em cepas de Salmonella typhimurium (TA98 e TA100) utilizando o teste Salmonella/microssoma (Salmonella typhimurium/microssomas) em diferentes concentrações. EAOG induziu a atividade antimutagênica para a cepa TA98. A mutagenicidade não foi observada para o extrato em ambas as linhagens. Adicionalmente, a ação antigenotoxica avaliada pelo teste de clivagem do DNA-plasmidial também foi observada para EAOG. Os resultados também demonstraram que o extrato não foi capaz de induzir a genotoxicidade pelo teste empregado. Este estudo relata, pela primeira vez, as propriedades antimutagênica e antigenotóxica do extrato aquoso de O. gratissimum.

The species Ocimum gratissimum L., popularly known as Clove Basil, is a plant widely used in traditional Brazilian medicine, and several therapeutic activities are attributed to it when used as infusion of its leaves. In this study, we carried out a phytochemical characterization and the assessment evaluation and investigation of the antioxidant action of the antimutagenic and antigenotoxic effects and the potential mutagenic and genotoxic effects of the freeze-dried aqueous extract of the O. gratissimum (EAOG) leaves. The total polyphenol content in the extract was determined by the Folin-Ciocalteu method, and we found 11.3 µg EAG/mg of EAOG. The antioxidant activity was assessed by the 1,1-diphenyl-2-picryl hidrazil (DPPH·), with IC50 of 83.0 µg/mL. Antimutagenicity and mutagenicity were assessed in Salmonella typhimurium (TA98 and TA100) strains using the Salmonella/microsome (Salmonella typhimurium/microsome) test in different concentrations. EAOG induced antimutagenic activity for strain TA98. Mutagenicity was not observed for the extract in both strains. Additionally, antigenotoxic action, assessed by cleavage of the DNA-damage, was also observed for EAOG. The results also show that the extract was not able to induce genotoxicity by the test used. This study reports for the first time the antimutagenic and antigenotoxic properties of the O. gratissimum aqueous extract.

Assessment of sperm production and reproductive organs of Wistar rats to long-term exposure of Caesalpinia ferrea

Caesalpinia ferrea Mart (Leguminosae) is a medicinal plant used to treat diabetes, among other therapeutic properties, but which is also reported to have hepatotoxic effects. Although it contains substances such as flavonoids and coumarin, which are known to have antifertility activity, no studies have apparently been conducted to evaluate the potential adverse side effects of this plant on the function of the reproductive system after a chronic treatment. Therefore, this investigation was carried out to evaluate the effect and safety of the long-term exposure to C. ferrea on male Wistar rats' vital organs, reproductive system and sperm production. Adult and immature male rats were treated with an aqueous extract of C. ferrea at a dose level of 300 mg/kg of body weight, administered during one or two spermatogenic cycles of this species. The reproductive and vital organs were analyzed, and sperm was collected from the epididymal secretion of the right epididymis cauda. The long-term administration of C. ferrea did not significantly alter the body, vital and reproductive organs weights. Gamete production was not affected either. The chronic assessment of C. ferrea suggests that this plant does not affect the normal functioning of the Wistar rat reproductive system.

Caesalpinia ferrea Mart (Leguminosae) é uma planta medicinal utilizada principalmente no tratamento do diabetes, dentre outras propriedades terapêuticas, mas que também apresenta relatos de hepatotóxicos. Embora apresente em sua constituição substâncias capazes de interferirem na fertilidade, como flavonóides e cumarina, nenhum estudo foi ainda realizado para avaliar os efeitos adversos dessa planta no funcionamento do sistema reprodutor após tratamento de longa duração. Portanto, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a utilização segura e os efeitos de C. ferrea nos órgãos vitais, no sistema reprodutor e na produção de espermatozóides de ratos Wistar submetidos a tratamento crônico. Animais imaturos e adultos foram tratados com o extrato aquoso de C. ferrea na dose de 300 mg/kg de peso corporal, administrado durante um ou dois ciclos espermatogênicos dessa espécie. Os órgãos reprodutores e vitais foram analisados e os espermatozóides foram coletados na secreção epididimária proveniente da cauda do epidídimo direito. A administração crônica de C. ferrea não alterou significativamente o peso corporal e nem o peso dos órgãos reprodutores e vitais. A produção de gametas também não foi afetada. Os dados sugerem que a utilização crônica de C. ferrea não interfere com o funcionamento normal do sistema reprodutor do rato Wistar.

Avaliação toxicológica e reprodutiva de camundongos machos adultos tratados com femproporex / Fenproporex treatment in male mice: behavior and toxicology reproductive analysis

O femproporex é utilizado no mundo todo como potente anorexígeno. Este estudo visa esclarecer se o uso diário de femproporex provoca toxicidade comportamental e/ou reprodutiva em camundongos machos adultos. Para tanto, foram utilizados 40 camundongos, divididos em quatro grupos experimentais, cada um contendo dez animais. Um dos grupos recebeu, via gavage, apenas água, e os outros foram tratados diariamente com femproporex, nas doses de 7,5, 15 e 30 mg kg-1, por um período de 40 dias. Como resultados, verificou-se que o femproporex não alterou a evolução normal da massa dos animais analisados, e concluiu-se que a utilização da droga não promoveu toxicidade comportamental, verificada nos testes de natação forçada e de campo aberto; e reprodutiva, quando verificados genotoxicidade, síntese de testosterona, morfologia de espermatozóides e histologia testicular. Assim sendo, concluiu-se que o femproporex, na concentração e delineamentos experimentais propostos por este trabalho, não apresentou potencial toxicológico

Fenproporex is used worldwide as a powerful anorectic drug. This study was designed to evaluate whether daily intake of fenproporex would lead to behavioral and/or reproductive toxicity in adult male mice. Fourty male mice were used, divided into 4 groups of 10 animals each. The control group received only water by gavage, whereas the experimental groups were treated daily with fenproporex in the doses of 7.5, 15 and 30 mg kg-1, for a period of 40 days. The results demonstrated that fenproporex did not alter the normal evolution of the animals' body mass; it also showed that the use of the drug did not promote behavioral toxicity (open- and forced-swimming tests) or reproductive toxicity (genotoxicity, changes in the morphology of spermatozoa and testicular histology). Thus, the present results indicate that fenproporex, in the evaluated dose and experimental conditions, does not present behavioral and reproductive toxic potential in mice.

Avaliação toxicológica aguda e screening hipocrático da epiisopilosina, alcalóide secundário de Pilocarpus microphyllus Stapf / Toxicological screening failure and the Hippocratic epiisopilosina, alkali secondary Pilocarpus microphyllus Stapf

A espécie Pilocarpus microphyllus Stapf. recebe a designação geral de jaborandi, fonte industrial de pilocarpina, utilizada no tratamento do glaucoma. O jaborandi contém vários alcalóides secundários. A epiisopilosina foi submetida a testes farmacológicos para determinação da DL50’ screening hipocrático e determinação do peso corporal dos animais sobreviventes da DL50. A análise dos resultados revelou que a epiisopilosina apresentou DL50 duas vezes maior que a pilocarpina. Os animais que sobreviveram à determinação da DL50 ganharam peso no período de 14 dias de observação. A eplisopilosina demonstrou ser um estimulante periférico do sistema nervoso parassimpático, semelhante à pilocarpina, somente em altas doses.

Pilocarpus microphyllus Stapf. (Rutaceae) is a source for industrial isolation of pilocarpine, alkaloid used in the treatment of glaucoma. It contains several secondary alkaloids; one of them being eplisopilosine. Pharmacological evaluation showed DL50 value of epiisopilosine two times higher than of pilocarpine. Epiisopilosine also showed to be a pilocarpine-like peripheric stimulant of parasympatic nervous system, although in higher dosis.