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Publicação
From Biomarkers to Transcriptomics: Assessing the Impact of PFOA, TBBPA, and EE2 on the Sentinel Species Mytilus galloprovincialis
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 4.54 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Emerging contaminants, particularly endocrine-disrupting chemicals (EDCs), are in-
creasingly detected in marine ecosystems, food, and consumer products, posing risks to both
wildlife and human health. Among them, perfluorooctanoic acid (PFOA), tetrabromobisphenol
A (TBBPA), and 17α-ethinylestradiol (EE2) stand out due to their environmental persistence,
bioaccumulation potential, and ability to interfere with hormonal regulation, oxidative balance,
and cellular homeostasis. However, their toxicological effects on marine bivalves, key sentinel
species, remain poorly understood.
Mussels such as
Mytilus galloprovincialis play a central ecological role and are widely
used as bioindicators because of their capacity to accumulate contaminants through filter feed-
ing. Assessing their biochemical and transcriptomic responses provides critical insight into the
sublethal and realistic effects of EDCs at multiple levels of biological organization. This is par-
ticularly relevant given the high seafood consumption in Europe, which represents a major
human exposure pathway to these contaminants.
Laboratory exposures of
M. galloprovincialis were conducted using environmentally
relevant concentrations of PFOA (1–100 μg·L⁻¹), TBBPA (1–100 μg·L⁻¹), and EE2 (10–300 ng·L⁻¹).
A multi-biomarker strategy was applied to evaluate oxidative stress (SOD, CAT, GST, TAC,
MDA), protein degradation (UBI), apoptosis (caspase-3), neurotoxicity (AChE), and endocrine
disruption (VTG). In parallel, transcriptomic analyses were performed to identify differentially
expressed genes and disrupted pathways related to stress responses, detoxification, lipid me-
tabolism, and endocrine regulation.
The results revealed concentration-dependent alterations in antioxidant defences and
cellular homeostasis, with PFOA and TBBPA inducing oxidative stress and apoptosis, while EE2
primarily triggered estrogenic and gametogenic disruptions. Transcriptomic analysis confirmed
the modulation of pathways associated with xenobiotic metabolism, energy balance, apoptosis, and non-genomic estrogen signaling. Together, these results indicate that
M. gal-
loprovincialis exhibits coordinated biochemical and molecular responses upon exposure to
EDCs, reinforcing its relevance as a sentinel species.
The study highlights potential risks of contaminant biomagnification through the food
chain and provides mechanistic evidence to support ecotoxicological monitoring frameworks
and regulatory measures aimed at protecting marine ecosystems and public health.
Os contaminantes emergentes, em particular os disruptores endócrinos (EDCs), têm sido cada vez mais detetados em ecossistemas marinhos, alimentos e produtos de consumo, representando riscos para a saúde ambiental e humana. Entre estes compostos, o ácido per- fluorooctanóico (PFOA), o tetrabromobisfenol A (TBBPA) e o 17α-etinilestradiol (EE2) desta- cam-se pela sua persistência ambiental, potencial de bioacumulação e capacidade de interferir com a regulação hormonal, o equilíbrio oxidativo e a homeostase celular. Contudo, os seus efeitos toxicológicos em bivalves marinhos, espécies-chave sentinela, permanecem insuficien- temente compreendidos. Os mexilhões ( Mytilus galloprovincialis) desempenham um papel ecológico fundamen- tal e são amplamente utilizados como bioindicadores devido à sua capacidade de acumular contaminantes através da filtração. A avaliação das suas respostas bioquímicas e transcriptó- micas fornece informações cruciais sobre os efeitos subletais e realistas dos EDCs em múltiplos níveis de organização biológica. Tal é particularmente relevante no contexto Europeu, dado o elevado consumo de marisco, que constitui uma via significativa de exposição humana a estes contaminantes. Foram conduzidos ensaios laboratoriais com M. galloprovincialis expostos a concen- trações ambientalmente relevantes de PFOA (1–100 μg·L⁻¹), TBBPA (1–100 μg·L⁻¹) e EE2 (10– 300 ng·L⁻¹). Foi implementada uma estratégia multibiomarcador para avaliar o stress oxidativo (SOD, CAT, GST, TAC, MDA), a degradação proteica (UBI), a apoptose (caspase-3), a neuroto- xicidade (AChE) e a disrupção endócrina (VTG). Em paralelo, realizaram-se análises transcrip- tómicas para identificar genes diferencialmente expressos e vias moleculares afetadas, relacionadas com respostas ao stress, metabolismo de xenobióticos, metabolismo lipídico e regulação endócrina. Os resultados evidenciaram alterações dependentes da concentração nas defesas anti- oxidantes e na homeostase celular, com o PFOA e o TBBPA a induzirem stress oxidativo e apoptose, enquanto o EE2 desencadeou sobretudo disrupções estrogénicas e gametogénicas. A análise transcriptómica confirmou a modulação de vias associadas ao metabolismo de xe- nobióticos, ao balanço energético, à apoptose e à sinalização estrogénica não-genómica. Em conjunto, estes resultados demonstram que M. galloprovincialis desenvolve respostas bioquí- micas e moleculares integradas à exposição a EDCs, confirmando o seu valor como espécie sentinela. Este estudo evidencia os potenciais riscos de biomagnificação destes contaminantes na cadeia alimentar e fornece evidência robusta que apoia programas de monitorização ecotoxi- cológica e medidas regulatórias destinadas à proteção dos ecossistemas marinhos e da saúde pública.
Os contaminantes emergentes, em particular os disruptores endócrinos (EDCs), têm sido cada vez mais detetados em ecossistemas marinhos, alimentos e produtos de consumo, representando riscos para a saúde ambiental e humana. Entre estes compostos, o ácido per- fluorooctanóico (PFOA), o tetrabromobisfenol A (TBBPA) e o 17α-etinilestradiol (EE2) desta- cam-se pela sua persistência ambiental, potencial de bioacumulação e capacidade de interferir com a regulação hormonal, o equilíbrio oxidativo e a homeostase celular. Contudo, os seus efeitos toxicológicos em bivalves marinhos, espécies-chave sentinela, permanecem insuficien- temente compreendidos. Os mexilhões ( Mytilus galloprovincialis) desempenham um papel ecológico fundamen- tal e são amplamente utilizados como bioindicadores devido à sua capacidade de acumular contaminantes através da filtração. A avaliação das suas respostas bioquímicas e transcriptó- micas fornece informações cruciais sobre os efeitos subletais e realistas dos EDCs em múltiplos níveis de organização biológica. Tal é particularmente relevante no contexto Europeu, dado o elevado consumo de marisco, que constitui uma via significativa de exposição humana a estes contaminantes. Foram conduzidos ensaios laboratoriais com M. galloprovincialis expostos a concen- trações ambientalmente relevantes de PFOA (1–100 μg·L⁻¹), TBBPA (1–100 μg·L⁻¹) e EE2 (10– 300 ng·L⁻¹). Foi implementada uma estratégia multibiomarcador para avaliar o stress oxidativo (SOD, CAT, GST, TAC, MDA), a degradação proteica (UBI), a apoptose (caspase-3), a neuroto- xicidade (AChE) e a disrupção endócrina (VTG). Em paralelo, realizaram-se análises transcrip- tómicas para identificar genes diferencialmente expressos e vias moleculares afetadas, relacionadas com respostas ao stress, metabolismo de xenobióticos, metabolismo lipídico e regulação endócrina. Os resultados evidenciaram alterações dependentes da concentração nas defesas anti- oxidantes e na homeostase celular, com o PFOA e o TBBPA a induzirem stress oxidativo e apoptose, enquanto o EE2 desencadeou sobretudo disrupções estrogénicas e gametogénicas. A análise transcriptómica confirmou a modulação de vias associadas ao metabolismo de xe- nobióticos, ao balanço energético, à apoptose e à sinalização estrogénica não-genómica. Em conjunto, estes resultados demonstram que M. galloprovincialis desenvolve respostas bioquí- micas e moleculares integradas à exposição a EDCs, confirmando o seu valor como espécie sentinela. Este estudo evidencia os potenciais riscos de biomagnificação destes contaminantes na cadeia alimentar e fornece evidência robusta que apoia programas de monitorização ecotoxi- cológica e medidas regulatórias destinadas à proteção dos ecossistemas marinhos e da saúde pública.
Descrição
Palavras-chave
Endocrine-disrupting chemicals (EDCs) Mytilus galloprovincialis Biochemical biomarkers Transcriptomics Endocrine disruption Human health risk