Cercetarile intreprinse in proiectul «EVALUAREA GRADULUI DE POLUARE ACVATICA PRIN BIOMARKERI DE APOPTOZA SI BIOSENZORI CELULARI IN VEDEREA BIOMONITORIZARII BAZINULUI DUNARII SI APRECIERII CALITATII PRODUSULUI ALIMENTAR DE ORIGINE PISCICOLA »
au condus, conform planului de cercetare propus la urmatoarele rezultate:
- Studiul actiunii metalelor grele:Al, Cd, Zn, Hg, Cu, Pb a demonstrat efectul lor toxic asupra modelelor celulare utilizate (eritrocite nucleate si hepatocit), manifestat prin declansarea fenomenului de moarte celulara prin apoptoza, la concentratii extrem de mici, chiar sub limita admisa.
- Actiunea pesticidelor Lindan si Deltametrin, precum si a compusului de baza al majoritatii acestora, Pentaclorophenol (PCF) actioneaza „in vitro” asupra celulelor inducând deasemeni un fenomen de apoptoza .
- Analiza fenomenului de apoptoza declansat de metalele grele si de pesticide a evidentiat:
a) modificari de morfologie celulara caracteristice apoptozei, respectiv diminuarea taliei celulare si a granulozitatii celulare;
b) implicarea mitocondriilor prin diminuarea potentialului de membrana, organit cu rol central in apoptoza;
c) externalizarea de fosfatidilserina pentru stadiile timpurii de apoptoza si fixarea Iodurii de propidiu in cazul unei concentratii mari de poluant sau in faza finala de apoptoza
d) activarea caspazei-3, caspaza efectoare cu fragmentarea nucleului si a ADN-ului;
e) Evidentierea atat in cazul eritrocitelor nucleate cat si pe linia celulara hepatica utilizata a inducerii unui considerabil stres oxidativ, atat in cazul metalelor grele cat si al pesticidelor;
f) Posibilitatea masurarii toxicitatii poluantilor cu ajutorul Calcein-AM prin determinarea viabilitatii celulare
- Caracterizarea fenomenului de apoptoza sub actiunea poluantilor a fost facuta prin tehnici sensibile, moderne si complementare, respectiv: Citometrie în flux, microscopie optica si de fluorescenta, electroforeza in gel de agaroza (high resolution)in prezenta de bromura de etidiu.
- S-a determinat deasemeni, in vederea corelarii rezultatelor de apoptoza cu teste clasice de ecotoxicologie, activitatea enzimelor implicate in metabolismul glutationului, prin masurarea activitatii Glutation reductazei si a Glutation S-transferazei sub actiunea factorilor poluanti amintiti.
Datele obtinute din investigarea indicelui de supravietuire în laborator a speciilor de pesti (valoarea pT dupa Krebs), sunt în perfecta corelare cu rezultatele obtinute pe modelele celulare.
Toate aceste rezultate au permis identificarea celor mai sensibili si eficienti biomarkeri de apoptoza pentru elaborarea kiturilor de biomonitorizare a gradului de poluare acvatica si imaginarea unui nou test de ecotoxicologie bazat pe Calcein-AM., si brevetarea acestora, conform planului de cercetare. Din motive de confidentialitate a datelor, consideram ca rezultatele obtinute nu se pot publica pâna la brevetare.
Cele trei noi teste elaborate de noi, bazate pe ecotoxicologie celulara si moleculara, prin simplitatea dar mai ales sensibilitatea lor se pot constitui in teste de biomonitorizare a gradului de poluare acvatica.
In perspectiva, aceste teste pot fi propuse pentru atestare si standardizare Comisiei Internationale de Ecotoxicologie.
Biomarkerii selectati si biotestele elaborate se dovedesc a fi aplicabile si in vivo, ceea ce le confera un plus de valoare si posibilitatea utilizarii lor ca teste de apreciere a sanogenezei produslui piscicol.
Aplicarea biotestelor in ultima etapa a contractului de biomonitorizare a bazinului Dunarii a evidentiat sensibilitatea si valabilitatea noilor bio-teste ecotoxicologice pentru aprecierea gradului de poluare a apelor si influentei acestei poluarii asupra calitatii produsului piscicol pentru biomonitorizarea gradului de poluare acvatica. Aceste teste sunt in perfecta corelare cu testele clasice de ecotoxicologie, asa cum am demonstrat in fazele anterioare si cu indicatorii biologici de poluare
De asemeni s-au obtinut rezultate importante pentru imobilizarea eritrocitelor nucleate, ceea ce poate fi valorificat ulterior intr-un cip cu celule, constituentul de baza al unui biosenzor de apreciere a poluarii apelor si implicit pentru biomonitorizarea acestora.Aplicarea acestor teste in vivo poate conduce la aprecierea sanogenezei produsului piscicol ca aliment.
Datele stiintifice obtinute au fost pe toata durata proiectului prelucrate cu tehnici de calcul de statistica matematica si matematica aplicata, corelandu-se gradul de poluare cu rezultatele obtinute prin aplicarea celor trei teste de apreciere a gradului de poluare ceea ce permite in viitor o prognoza a evolutiei ecosistemelor din punct de vedere al influentei poluarii asupra acestora.