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Tipo do documento: Tese
Título: Efeito mutagênico da exposição aguda e crônica ao herbicida ácido 2,4-diclorofenóxiacético (2,4-D)
Título(s) alternativo(s): Mutagenic effect of acute and chronic exposure to herbicide 2,4-dichlorofenoxyactic (2,4-d) acid
Autor: Mello, Fabíola de Azevedo 
Primeiro orientador: Nai, Gisele Alborghetti
Primeiro membro da banca: Teixeira, Giovana Rampazzo
Segundo membro da banca: Souza , Edislane Barreiro de
Terceiro membro da banca: Favareto, Ana Paula Alves
Quarto membro da banca: Giometti, Inês Cristina
Resumo: Introdução: O herbicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) foi o primeiro herbicida seletivo produzido ainda em 1940, pertencente à classe dos fenoxiacéticos. A ingestão, respiração ou contato dérmico com esse herbicida pode causar perda de apetite, enjôo, vômito, fasciculação muscular e até mesmo câncer. Objetivo: Avaliar o efeito mutagênico da exposição aguda e crônica ao herbicida 2,4-D às células da medula óssea de roedores e avaliar a performance de algoritmos de aprendizagem em detectar as diferenças dos grupos de exposição, através do reconhecimento executado a partir de características genotóxicas. Material e métodos: Para a realização do experimento foram utilizadas três concentrações de 2,4-D: 3,71 x 10-3 gramas de ingrediente ativo por hectare (g.i.a/ha) – considerado baixa concentração; 6,19 x 10-3 g.i.a/ha – média concentração; e 9,28 x 10-3 g.i.a/ha – alta concentração. Na fase aguda, utilizaram-se 88 camundongos Swiss, divididos aleatoriamente: C – Grupo salina; BG - Grupo Baixa Concentração; MC - Grupo Média Concentração; AC - Grupo Alta Concentração e CPa - Grupo controle positivo da exposição aguda. Todos os camundongos foram expostos às nebulizações preconizadas para cada grupo durante 15 minutos e em diferentes intervalos de tempo: 24, 48, 72 e 192 horas. Para a realização do experimento na fase crônica, foram utilizados 88 ratos Wistar albinos, divididos em: CI - Controle Inalatório; CO - Controle Oral; BCI: Baixa Concentração Inalatório; BCO - Baixa Concentração Oral; MCI - Média Concentração Inalatório; MCO - Média Concentração Oral; ACI - Alta Concentração Inalatório; ACO - Alta Concentração Oral e CPc - Controle positivo da exposição crônica. Os animais dos oito primeiros grupos foram eutanasiados 6 meses após o início do experimento e os animais do CPc, 24 horas após. As células da medula óssea do fêmur dos roedores da fase aguda e crônica foram coletadas para o teste do micronúcleo e ensaio do cometa. Para a análise estatística foi aplicado o teste de Kruskal-Wallis, seguido pelo teste de Dunn. O reconhecimento de padrão foi executado a partir de características genotóxicas (micronúcleos e cometas), utilizando-se algoritmos de aprendizagem de máquina. O nível de significância utilizado para cada teste foi de 5%. A matriz de confusão foi criada com base no conjunto de dados divididos em categorias, sendo o total desses resultados exibidos em uma matriz e para os experimentos computacionais foram consideradas 5 versões do conjunto de dados coletados. Os dados foram avaliados pelos seguintes algoritmos de reconhecimento de padrões: K-Nearest Neighbors (k-NN), Support Vector Machine (SVM) e Decision Tree (DT). Resultados: Na exposição aguda, observou-se que as concentrações média e alta, induziram dano ao DNA, independentemente do número de nebulizações pelo ensaio do cometa, mas não aumento de células micronucleadas. Na exposição crônica, observou-se aumento de micronúcleos e também de dano ao DNA ensaio do cometa em todos os grupos expostos, independente da via de exposição. A aprendizagem de máquina, na fase aguda, observou-se que o grupo MC apresentou acurácia muito boa (73%) usando DT e o CPa excelente acurácia (95%) usando k-NN. Na exposição crônica, observamos excelente acurácia em CO (100%) e CI (84%). As classes BCI+MCI+ACI+BCO+MCO+ACO (98%) e CPc (100%) apresentaram acurácia excelente. Conclusão: Nossos dados mostraram que tanto a exposição aguda inalatória quanto a exposição crônica por via oral e inalatória ao 2,4-D pode causar efeito genotóxico, independente da concentração e da via de exposição. Na aprendizagem de máquina, o algoritmo reconheceu os grupos com excelente acurácia, mostrando representar adequadamente os grupos expostos e não expostos ao 2,4-D. Assim, é necessário um maior cuidado na aplicação de 2,4-D em lavouras, uma vez que seu uso pode causar risco à saúde.
Abstract: Introduction: The herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) was the first selective herbicide produced in 1940, belonging to the class of phenoxyacetics. Ingestion, breathing or dermal contact with this herbicide can cause loss of appetite, nausea, vomiting, muscle fasciculation and even cancer. Objective: To evaluate the mutagenic effect of acute and chronic exposure to the herbicide 2,4-D to rodent bone marrow cells and to evaluate the performance of learning algorithms in detecting differences in exposure groups, through recognition performed based on mutagenic characteristics . Material and methods: For the experiment, three concentrations of 2,4-D were used: 3.71 x 10-3 grams of active ingredient per hectare (g.i.a / ha) - considered low concentration; 6.19 x 10-3 g.i.a / ha - medium concentration; and 9.28 x 10-3 g.i.a / ha - high concentration. In the acute phase, 88 Swiss mice were used, randomly divided: C - Saline group; BG - Low Concentration Group; MC - Medium Concentration Group; AC - High Concentration Group and CPa - Positive control group for acute exposure. All mice were exposed to the recommended nebulizations for each group for 15 minutes and at different time intervals: 24, 48, 72 and 192 hours. For the experiment in the chronic phase, 88 albino Wistar rats were used, divided into: CI - Inhalation Control; CO - Oral Control; BCI: Low Inhalation Concentration; BCO - Low Oral Concentration; MCI - Average Inhalation Concentration; MCO - Average Oral Concentration; ACI - High Inhalation Concentration; ACO - High Oral Concentration and CPc - Positive control of chronic exposure. The animals of the first eight groups were euthanized 6 months after the beginning of the experiment and the animals of the CPc, 24 hours after. Femur bone marrow cells from acute and chronic rodents were collected for the micronucleus test and “comet assay”. For the statistical analysis, the Kruskal-Wallis test was applied, followed by the Dunn test. Pattern recognition was performed based on mutagenic characteristics (micronuclei and comets), using machine learning algorithms. The level of significance used for each test was 5%. The confusion matrix was created based on the data set divided into categories, the total of these results being displayed in a matrix and for the computational experiments 5 versions of the collected data set were considered. The data were evaluated by the following pattern recognition algorithms: K-Nearest Neighbors (k-NN), Support Vector Machine (SVM) and Decision Tree (DT). Results: In acute exposure, it was observed that medium and high concentrations induced DNA damage, regardless of the number of nebulizations by the comet assay, but not an increase in micronucleated cells. In chronic exposure, there was an increase in micronuclei and also damage to the comet assay DNA in all exposed groups, regardless of the exposure pathway. Machine learning, in the acute phase, was observed that the MC group presented very good accuracy (73%) using DT and CPa excellent accuracy (95%) using k-NN. In chronic exposure, we observed excellent accuracy in CO (100%) and CI (84%). The classes BCI + MCI + ACI + BCO + MCO + ACO (98%) and CPc (100%) showed excellent accuracy. Conclusion: Our data showed that both acute inhalation exposure and chronic oral and inhalation exposure to 2,4-D can cause genotoxic effect, regardless of concentration and route of exposure. In machine learning, the algorithm recognized the groups with excellent accuracy, showing that they adequately represent the groups exposed and not exposed to 2,4-D. Thus, greater care is needed in the application of 2,4-D in crops, since its use can cause health risk.
Palavras-chave: Ácido 2,4-diclorofenoxiacético, Aprendizagem de máquina, Câncer, Modelo experimental, Testes para mutagenicidade.
2,4-dichlorophenoxyacetic acid, Mutagenicity, Cancer, Experimental model, Mutagenicity tests.
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Oeste Paulista
Sigla da instituição: UNOESTE
Departamento: Doutorado em Fisiopatologia e Saúde Animal
Programa: Doutorado em Fisiopatologia e Saúde Animal
Citação: Mello, Fabíola de Azevedo. Efeito mutagênico da exposição aguda e crônica ao herbicida ácido 2,4-diclorofenóxiacético (2,4-D). 2020. 89f. Tese (Doutorado em Fisiopatologia e Saúde Animal) - Universidade do Oeste Paulista, Presidente Prudente, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.unoeste.br:8080/jspui/handle/jspui/1281
Data de defesa: 18-Mar-2020
Appears in Collections:Doutorado em Fisiopatologia e Saúde Animal

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