Association between genomic instability and evolutionary chromosomal rearrangements in neotropical primates

During the last decades, the mammalian genome has been proposed to have regions prone to breakage and reorganization concentrated in certain chromosomal bands that seem to correspond to evolutionary breakpoints. These bands are likely to be involved in chromosome fragility or instability. In Primates, some biomarkers of genetic damage may be associated with various degrees of genomic instability. Here, we investigated the usefulness of Sister Chromatid Exchange as abiomarker of potential sites of frequent chromosome breakage and rearrangement in Alouatta caraya, Ateles chamek, Ateles paniscus, and Cebus cay. These Neotropical species have particular genomic and chromosomal features allowing the analysis of genomic instability for comparative purposes. We determined the frequency of spontaneous induction of Sister Chromatid Exchanges and assessed the relationship between these and structural rearrangements implicated in the evolution of the primates of interest. Overall, A. caraya and C. cay presenteda lowproportionof statistically significant unstablebands, suggesting fairly stablegenomes andtheexistenceof somekind of protection against endogenous damage. In contrast, Ateles showed a highly significant proportion of unstable bands; thesewere mainly found in the rearranged regions, which is consistent with the numerous genomic reorganizations thatmight have occurred during the evolution of this genus.Fil: Puntieri, Fiona. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Grupo de Investigación de Biología Evolutiva; ArgentinaFil: Andrioli, Nancy Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Grupo de Investigación de Biología Evolutiva; ArgentinaFil: Nieves, Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Grupo de Investigación de Biología Evolutiva; Argentin

Oxidative damage and antioxidant response of Allium cepa meristematic and elongation cells exposed to metronidazole

The toxicity of metronidazole (MTZ) in meristematic and elongation zones of Allium cepa roots was analyzed for 30h of exposition. Toxic effects were evaluated by lipid peroxidation (content of thiobarbituric-reactive substances [TBARS]), reduced glutathione (GSH) levels, ascorbate acid and dehydroascorbate acid content, and enzymatic activities of superoxide dismutase and catalase. The root zones showed differentiated susceptibility to MTZ. In the elongation zone, MTZ induced an increase of TBARS content and a significant rise in GSH levels, whereas in the meristematic zone, lipid peroxidation was not observed and all antioxidant defense parameters analyzed were significantly increased. These results indicate that MTZ exposure induced oxidative stress in A. cepa roots, and that the antioxidant defenses in the meristematic zone are more efficient compared with the elongation zone, which is probably related to higher oxidative metabolism of meristematic tissue.Fil: Andrioli, Nancy Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; ArgentinaFil: Sabatini, Sebastian Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Mudry, Marta Dolores. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; ArgentinaFil: Ríos de Molina, María del Carmen. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Oxidative Response and Micronucleus Centromere Assay in HEp-2 Cells Exposed to Fungicide Iprodione

The fungicide agents are a key component in the fruits and vegetables production. The Iprodione residues are one of the pesticide more frequently found in food products. The available data about the cytotoxicity of iprodione and its metabolites are scarce and do not allow characterization of its genotoxic potential and define the risk assessment.The human larynx epidermoid carcinoma cell line (HEp-2) has been shown to be sensitive to the toxic effects of xenobiotics of different origin and have been often used in citotoxicity and genotoxicity studies. The purpose of this paper is to evaluate the induction of genotoxicity and the role of oxidative stress in HEp-2cell line by exposure to the IP. The MTT test for viability resulted in CL 50 85.86 (77.05-95.68) μg/mL of Iprodione. On the basis of this result, we proceeded to expose the cells to the sublethal concentrations (below the CL 50 ) during 24 h to analyze the mitotic index and nuclear division index in order to determine the subcytotoxic concentrations of IP which the genotoxicity was evaluated. The subcytotoxic concentrations of 7, 17, and 25 μg/mL IP induced aneugenic effects as micronuclei centromere positive whereas 17 μg/mL was a threshold for centromere negative micronuclei induction in HEp-2 cells. The abnormal mitosis was induced for exposition of Hep-2 cells to the three concentrations. According to the result obtained, citotoxicity and genotoxicity oxidative stress studies were performed in 1.5, 7.0, and 25 μg/mL of IP. The results showed that the GSH intracellular content, the SOD activity and the levels of oxidative damage of the proteins were affected lead to redox imbalance. The decreased in the SOD activity and protein oxidation were in according to the result obtained to genotoxicity, suggesting that different biological targets could be affected.Fil: Chaufan, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Galvano, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Nieves, Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mudry, Marta Dolores. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rios, Maria del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Andrioli, Nancy Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentin

Evaluation of the genotoxic

La toxicidad y genotoxicidad del Metronidazol (MTZ) y Tiabendazol (TBZ) fueron estudiados en raíces de Allium cepa. Ambos compuestos, inhibieron el crecimiento de las raíces en el rango de concentraciones 10-500 μg/ml. La exposición a 250μg/ml MTZ, indujo peroxidación lipídica y aumento significativo en los niveles de glutatión reducido en la zona de elongación. En la zona meristemática no se observó peroxidación lipídica y la respuesta antioxidante enzimática como actividad catalasa y superóxido dismutasa y no enzimática como contenido de ascorbato y dehidroascorbato, se incrementaron significativamente. Las células expuestas a 10-250 μg/ml de MTZ no mostraron efectos genotóxicos sugiriendo que las defensas antioxidantes contrarrestaron los radicales libres generados por exposición a MTZ. El TBZ indujo efectos genotóxicos para rango de concentraciones 50-250 μg/ml como inhibición del índice mitótico, alteración de índices de fase e inducción de biomarcadores citogenéticos de genotoxicidad. La inmunodetección de moléculas de tubulina , demostró el TBZ induce daño en las estructuras microtubulares promoviendo anormalidades en la segregación cromosómica y en la citocinesis. Los resultados obtenidos indicaron que la acción del MTZ estaría vinculada con la generación de radicales libres, mientras que el TBZ actuaría interfiriendo con la dinámica de formación de las estructuras microtubulares.The toxicity and genotoxicity of metronidazole (MTZ) and Thiabendazole (TBZ) were studied in of Allium cepa roots. Both compounds inhibited the growth of roots for the concentration range 10-500 mg / μl. 250μg/ml MTZ exposure, induced lipid peroxidation and significantly increased of reduced glutathione levels in the elongation zone. In the meristem zone was not observed lipid peroxidation and enzymatic antioxidant response as catalase and superoxide dismutase activity and not enzymatic response as content of ascorbate and dehydroascorbate, increased significantly. Cells exposed to 10-250 μg / ml of MTZ showed no genotoxic effects, suggesting that antioxidant defenses offset the free radicals generated by exposure to MTZ. The genotoxic effects induced TBZ concentration range 50-250 μg / ml and inhibition of mitotic index, phase index alteration and induction of cytogenetic biomarkers of genotoxicity. The Immunodetection of tubulin molecules, demonstrated the TBZ induces damage to the microtubule structures and promote abnormalities in chromosome segregation and cytokinesis. The results indicated that the action of MTZ would be linked to the generation of free radicals, while TBZ act by interfering with the dynamics of formation of microtubule structures.Fil:Andrioli, Nancy Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Dose-independent genotoxic response in A549 cell line exposed to fungicide Iprodione

The fungicide Iprodione is widely applied in vegetables and raises concern for human health. The A549 human lung carcinoma cell line is a suitable model for assessing the toxicological effects of drugs. The goal of this work was to evaluate the genotoxicity and oxidative stress in the A549 cell line exposed to sublethal concentrations from 3 to 100 µg/mL Iprodione considering LC50 = 243.4 µg/mL Iprodione, as determined by the MTT assay. Generalized Linear Mixed Models (GLMM) were performed to determine the association between the responses NDI, MNim and MNib and the explanatory variables. Iprodione and solvent were relativized to the control whereas the concentration was included as numeric variable. ANOVA was used for the comparison of treatments. The coefficients of linear association between the explanatory variables and NDI, and the coefficients of logistic association between explanatory variables and MNim were not significant. However, these coefficients showed significant association with MNib only for Iprodione treatment but not for Iprodione concentration, indicating lack of dose–response relationship. Genotoxicity risk assessment indicated that the increase in Iprodione concentrations increased slightly the probability of belonging to the genotoxic category. ANOVA showed significant differences in MNib, and non-significant differences in NDI and MNim among treatments. The oxidative stress analysis performed at 3, 12, and 25 μg/mL Iprodione showed a significant and linear increase in SOD, and a significant and linear decrease in GSH and GST. The Dunnett test was significant for GSH at 12 and SOD at 25 μg/mL.Fil: Andrioli, Nancy Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Chaufan, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Alambique : didáctica de las ciencias experimentales

Se describe un proyecto de investigación escolar cuyo objetivo es acercar al alumnado del nivel medio educativo el concepto de biomonitoreo ambiental estudiando la genotoxicidad de las aguas superficiales próximas a su ambiente escolar. Se propone una actividad integradora de contenidos curriculares tradicionales y novedosos que se han incorporado con la reforma educativa argentina presentándose un tratamiento independiente de estos temas en el currículo de las ciencias naturales. La propuesta facilita el aprendizaje de conceptos de genética y contaminación ambiental desde un proceso participativo que asegura la adquisición de nuevos conocimientos, herramientas y habilidades. Se emplea el modelo experimental 'Allium Cepa' como bioindicador para evaluar el daño genético .CataluñaES

Induction of microtubule damage in Allium cepa meristematic cells by pharmaceutical formulations of thiabendazole and griseofulvin

Microtubules (MT) are formed by the assembly of - and -tubulins and MT-associated proteins. We characterized the effects of pharmaceutical formulations containing the microtubule disruptors thiabendazole (TBZ) and griseofulvin (GF) on the mitotic machinery of plant (A. cepa) meristematic cells. GF concentrations between 10 and 250 g/ml were tested. GF induced mitotic index inhibition and genotoxic effects, including chromosome fragments, bridges, lagged chromosomes, C-metaphases, tripolar cell division, disorganized anaphases and nuclear abnormalities in interphase cells. Efects on the mitotic machinery were studied by direct immunofluorescence with -tubulin labeling and by DNA counterstaining with 4 ,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Exposure of meristematic root cells to TBZ or GF, 100 g/ml, caused microtubular damage which led to abnormal MT arrays. Our results suggest that GF induces abnormalities in spindle symmetry/polarity, while TBZ causes chromosome missegregation, polyploidy, and lack of cytokinesis.Fil: Andrioli, Nancy Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Grupo de Investigación de Biología Evolutiva; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soloneski, Sonia Maria Elsa. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Citología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Larramendy, Marcelo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Citología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mudry, Marta Dolores. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Grupo de Investigación de Biología Evolutiva; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Citología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Cytogenetic and microtubule array effects of the zineb-containing commercial fungicide formulation Azzurro ® on meristematic root cells of Allium cepa L.

Zineb [ethylene bis(dithiocarbamate) zinc] is a widely employed foliar fungicide for agricultural and industrial applications. Allium cepa L. is a reliable model for the assessment of xenobiotic genotoxicity and cytotoxicity. We evaluated the effects of the zineb-containing commercial formulation Azzurro ® (70% zineb) in cell cycle stages of the meristem root cells of A. cepa. The mitotic index (MI), chromosomal aberrations at anaphase/telophase (CAs), micronuclei (MN), and abnormalities in immunodetected microtubule structures, e.g., preprophasic band (PPB), mitotic spindle (MS), and phragmoplast (Phrag), were used as end-points. Azzurro ® (1 and 10μg/ml) induced a significant increase in the frequency of CAs (P<0.05), and the higher concentration inhibited the MI (P<0.05) compared to control values. The frequency of MN did not differ from control values at any concentration. Treatment with 1μg/ml Azzurro ® induced a significant increase in the frequency of abnormal PPB (P<0.01), MS (P<0.001), and Phrag (P<0.01) and, at 10μg/ml, enhancements in the frequencies of abnormal MS (P<0.05) and Phrag (P<0.05) were seen. A tubulin immunodetection assay showed that exposure to Azzurro ® interferes with normal assembly of microtubule structures during mitosis. © 2011 Elsevier B.V.Fil: Andrioli, Nancy Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Soloneski, Sonia Maria Elsa. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Citología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Larramendy, Marcelo Luis. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Cátedra de Citología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mudry, Marta Dolores. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

HEp-2 como modelo experimental para evaluar los efectos genotóxicos del arsénico inorgánico pentavalente

La detección temprana de eventos tóxicos inducidos por xenobióticos es necesaria para una adecuada evaluación del riesgo humano ante la exposición a dichos agentes. El objetivo de este trabajo fue evaluar a la línea celular HEp-2 como modelo experimental para determinar los efectos genotóxicos del arseniato de sodio. Para ello, se determinó la actividad metabólica de las células mediante el ensayo de MTT, en siete concentraciones de arseniato de sodio en el rango 27-135.000 μM, determinando la concentración letal media (LC50), la menor concentración de efecto observado (LOEC) y la mayor concentración de efecto no observado (NOEC) de arseniato de sodio para una exposición de 24 h. Teniendo en cuenta los datos de citotoxicidad, se evaluó el efecto genotóxico a las concentraciones 27 y 270 μM por medio del ensayo de micronúcleos y aberraciones cromosómicas, encontrando un aumento estadísticamente significativo en la frecuencia de micronúcleos entre el control y la mayor concentración arseniato de sodio ensayada. Además, la presencia de puentes nucleoplasmáticos y mitosis tripolar fue significativamente mayor en ambas concentraciones estudiadas con respecto al control. Se analizó la participación del sistema de glutatión como respuesta a la exposición al arseniato, encontrándose un aumento estadísticamente significativo en el contenido de glutatión en la concentración de arseniato de 27 μM. La actividad de la glutatión S-transferasa no aumentó, lo que sugiere que la reducción del arseniato implicó otra vía metabólica en las células HEp-2. Estos resultados confirman que el arseniato de sodio induce genotoxicidad en células HEp-2 en las condiciones realizadas en este estudio y por lo tanto este tipo de línea celular es un buen modelo para ensayos de citotoxicidad y genotoxicidad en los cuales se quiere evaluar el riesgo humano.Early detection of toxic events induced by xenobiotics is necessary for a proper assessment of human risk after the exposure to those agents. The aim of this work was to evaluate the cell line HEp-2 as an experimental model to determine the genotoxic effects of sodium arsenate. To this end, we determined the metabolic activity cells by the MTT test on seven concentrations of arsenate that range from 27 to 135,000 μM, obtaining the median lethal concentration (LC50), the lowest observed effect concentration (LOEC), and the not observed effect concentration (NOEC) of sodium arsenate at 24 h of exposition. According to the cytotoxic response obtained, we evaluated the genotoxic effect of the 27 and 270 μM concentrations by using the micronucleus assay and chromosomal aberrations test. We found a statistically significant increase (p<0.05) in the frequency of micronuclei between control cultures and those exposed to the highest concentration of sodium arsenate. Furthermore, the frequencies of nucleoplasmic bridges and tripolar mitosis were significantly higher in cell cultures exposed to the above concentrations compared to the control cultures (p<0.05). The participation of the glutathione system as response to the arsenate exposition was also analyzed, and a statistically significant increase in the glutathione content was found in those cells exposed to 27 μM of arsenate. The Glutathione S-transferase activity did not increase in the exposed cells compared to control cells, suggesting that the arsenate reduction involved other metabolic pathways in the HEp-2 cells. These results confirm that, under the conditions carried out in this study, sodium arsenate is genotoxic for HEp-2 cells. Therefore, we suggest that this cell line would be a good model for the assessment of the cytotoxic and genotoxic effects of xenobiotics on human cells.Fil: Andrioli, Nancy Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Grupo de Investigación de Biología Evolutiva; ArgentinaFil: Chaufan, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Enzimología, Estrés Oxidativo y Metabolismo; ArgentinaFil: Coalova, Isis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Enzimología, Estrés Oxidativo y Metabolismo; ArgentinaFil: Molina, María del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Mudry, Marta Dolores. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Grupo de Investigación de Biología Evolutiva; Argentin