Toxicogenomics - based tests for hazard assessment

Abstract

Como resultado do crescimento populacional, houve a necessidade de aumentar a produção alimentar e, para isso, houve um aumento na utilização de agroquímicos. Adicionalmente, com os avanços na indústria farmacêutica e química, foram introduzidas no mercado novas classes de medicamentos e químicos, muitas das quais não possuem dados toxicológicos ou possuem uma classificação toxicológica imprecisa. A produção destes compostos tem vindo a aumentar ao longo das últimas décadas e a tendência é que esse aumento se prolongue para os próximos anos. No entanto, estes produtos podem contaminar o meio aquático e nos alimentos, tornando-os perigosos para o Homem e para o ambiente. De facto, existe pouca informação sobre o modo de ação de muitos contaminantes e os seus potenciais efeitos em organismos não alvo. Um excelente exemplo é o cimoxanil, um fungicida sistémico da família das amidas que é amplamente usado para controlar o míldio em vinhas. Foi já descrito que o cimoxanil inibe o crescimento, a produção de biomassa e a respiração das células de S. cerevisiae. No entanto, o modo específico de ação do cimoxanil permanece desconhecido. O presente trabalho teve como objetivo analisar as respostas celulares produzidas pelo cimoxanil na levedura S. cerevisiae e, então, desenvolver um rastreio de alto débito para tentar compreender o mecanismo de ação deste composto. Para já, verificamos que para além de inibir o crescimento, o cimoxanil induz morte celular de uma forma dose-dependente e origina alterações funcionais e estruturais em células de levedura. Os nossos dados sugerem que as mitocôndrias serão um dos alvos do cimoxanil, embora outros alvos não possam ser excluídos e mais ensaios sejam necessários.

As a result of population growth, there was a need to increase food production. To accomplish this goal, there was an increase in the use of agrochemicals. Also, with advances in the pharmaceutical and chemical industries, new classes of drugs have been introduced in the market, many of which do not have toxicological data or have an inaccurate classification. The production of these compounds has been increasing over the years, and the trend is that increases will continue for the following years. However, these products can endanger the aquatic environment and food, making them dangerous for humanity and the environment. Indeed, there is little information on the mode of action of many contaminants and their potential off-target effects. One excellent example is cymoxanil, a systemic fungicide of the amide family widely used to control downy mildew in vineyards. It has been reported that cymoxanil inhibits the growth, biomass production, and respiration of S. cerevisiae cells. However, the specific mode of action of cymoxanil remains unknown. The present work aimed to analyze the cellular responses produced by cymoxanil in S. cerevisiae and then develop a genome-wide screen to uncover the mechanism of action of this compound. We found that it leads to both growth inhibition and cell death of yeast cells in a dose-dependent manner and induces cell functional and structural alterations. Our data so far suggest that mitochondria are one of the targets of cymoxanil, although other targets cannot be excluded.