ToxicoproteÃmica aplicada à anÃlise de risco da proteÃna recombinante cry1ac de Bacillus thuringiensis

• Main Author: MartÃnio Ponte Viana
• Other Authors: Ana de FÃtima Fontenele Urano Carvalho
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Cearà 2014
• Subjects: BioseguranÃa alimentar; ProteÃmica; Gel-free; Cry1Ac; Food biosafety; Proteomics; Two-Dimensional; Gel-Free; BIOQUIMICA
• Online Access: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=17262

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior === CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior === Dentre os vÃrios microrganismos entomopatogÃnicos utilizados no controle biolÃgico, o Bacillus thuringiensis (Bt) vem sendo considerado uma das alternativas mais viÃveis, devido à presenÃa de proteÃnas inseticidas em seus esporos, como as δ-endotoxinas Cry. As toxinas Cry apresentam atividade contra diferentes ordens de insetos, como Coleoptera, Diptera, Hymenoptera, Hemiptera e Lepidoptera. Tais proteÃnas sÃo altamente especÃficas, ou seja, sÃo inÃcuas para a maioria dos organismos nÃo-alvo, fato que favorece sua utilizaÃÃo na agricultura. Hoje existem mais de 114 milhÃes de hectares de lavouras geneticamente modificadas e 37% expressam traÃos de proteÃnas inseticidas de Bt. Como os organismos geneticamente modificados (OGMs) estÃo se tornando cada vez mais predominantes, vÃrias organizaÃÃes internacionais tÃm dado orientaÃÃes no sentido de investigar a seguranÃa de alimentos provenientes de OGMs. Este trabalho teve como objetivo utilizar uma abordagem toxicoproteÃmica para anÃlise de risco da proteÃna recombinante Cry1Ac de Bt a fim de contribuir para uma maior compreensÃo de seus efeitos em modelo de mamÃferos. O ensaio de toxicidade foi conduzido de acordo com o protocolo 425 da âOrganizaÃÃo para a CooperaÃÃo e Desenvolvimento EconÃmicoâ - OECD e nÃo foram verificadas mortes ou sinais de toxicidade. As anÃlises proteÃmicas baseadas em gel mostraram 4 proteÃnas diferencialmente expressas Serpina α-1, Serpina A3K, CininogÃnio e Complemento C3. Essas proteÃnas tiveram uma reduÃÃo em sua expressÃo no grupo tratado com a toxina Cry1Ac. Na abordagem âgel-freeâ foram identificadas 7 proteÃnas diferencialmente expressas. Dentre elas, fator I, inibidor de tripsina H3, plasminogÃnio, serpina A6, albumina e proteÃna resistente à oxidaÃÃo apresentaram uma expressÃo maior em animais tratados com Cry1Ac, enquanto que a protrombina teve sua expressÃo reduzida em animais tratados com a mesma proteÃna. Tais molÃculas sÃo importantes para hemostasia e sistema imune, podendo interferir no processo inflamatÃrio, na ativaÃÃo da via do complemento e da cascata de coagulaÃÃo. No entanto, a abordagem toxicoproteÃmica adotada mostra-se Ãtil para a identificaÃÃo de efeitos adversos, atà mesmo de uma jà amplamente conhecida por sua baixa toxicidade. Isso encoraja a utilizaÃÃo da referida abordagem para a avaliaÃÃo de risco de proteÃnas recombinantes. Apesar das alteraÃÃes fisiolÃgicas causadas, a proteÃna Cry1Ac ainda à considerada segura jà que tais alteraÃÃes ocorreram na dose mais alta recomenda pela OECD (2000mg/Kg) e sem causar morte dos animais. === Among the various pathogenic bacteria used in biological control, Bacillus thuringiensis has been considered one of the most viable alternatives, due to the presence of insecticidal proteins in their spores, such as the δ-endotoxin, Cry. The Cry toxins exhibit activity against different insect orders, such as Coleoptera, Diptera, Hymenoptera, Hemiptera and Lepidoptera. Such proteins are highly specific, which means, they are harmless to most organisms. This fact justifies their use in agriculture. Nowadays, there are over 114 million hectares of GM crops and 37% express traits of insecticidal proteins of B. thuringiensis. Since genetically modified organisms (GMOs) are becoming increasingly prevalent, several international organizations have given guidelines to investigate the safety of food derived from GMOs. This work aimed to evaluate the acute toxicity of the entomotoxin Cry1Ac in rats through classical in vivo analyzes associated with proteomic study by two-dimensional electrophoresis and shotgum proteomic technique (gel-free). Toxicity tests were conducted according to the protocol of 425 "Organization of Economic Cooperation and Development" - OECD and no deaths or signs of toxicity were observed. The gel-based proteomic analysis showed four differentially expressed proteins: Serpin α-1, Serpin A3K, Kininogen and Complement C3. These proteins expressions were reduced for the group treated with the Cry1Ac toxin. In gel-free approach, seven differentially expressed proteins were identified. Among them, factor I, H3 trypsin inhibitor, plasminogen, serpin A6, albumin, and protein resistant to oxidation showed a higher expression in animals treated with Cry1Ac, while the prothrombin expression was reduced in animals treated with the same protein. Such molecules are important for hemostasis and immune system, and may interfere with the inflammatory process, activation of the complement pathway and the coagulation cascade. Despite the physiological changes caused by Cry1Ac, this protein is still considered safe since these changes occurred at the highest dose recommended by OECD (2000 mg / kg) and without causing death of the animals.