Uma equipe de pesquisadores da Ehime University revelou as afinidades de ligação de substâncias perfluoroalquílicas (PFASs) ao receptor α (PPARα) ativado por proliferador de peroxissomo de selo de Baikal usando abordagens in vitro e in silico. A descoberta foi publicada em 16 de janeiro no renomado jornal de ciências ambientais, Ciência e Tecnologia Ambiental .

PFASs, tais como carboxilatos de perfluoroalquil (PFCAs) e sulfonatos de perfluoroalquil (PFSAs), são produtos químicos orgânicos feitos pelo homem, que foram detectados globalmente no ambiente, humanos e animais selvagens. Devido à sua persistência ambiental, potências de bioacumulação, e propriedades tóxicas, um dos PFASs, ácido perfluorooctanossulfônico (PFOS), foi regulamentado internacionalmente pela Convenção de Estocolmo sobre Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs). Por outro lado, nenhuma regulamentação de outros PFSAs foi implementada em todo o mundo.

A foca Baikal (Pusa sibirica), uma espécie de mamífero de água doce, é um dos principais predadores encontrados no Lago Baikal, Rússia. Ele é exposto a vários POPs, como dioxinas, bifenilos policlorados (PCBs), éteres difenílicos polibromados (PBDEs) e pesticidas organoclorados. Além disso, nosso grupo de pesquisa determinou previamente os níveis de acumulação de vários PFASs nos tecidos de focas selvagens do Baikal, que foram particularmente altos para PFOS, ácido perfluorononanóico (PFNA) e ácido perfluorodecanóico (PFDA). Contudo, os efeitos tóxicos e riscos de PFASs em animais, particularmente a vida selvagem não-modelo, não são totalmente compreendidos.

Nesse artigo, avaliamos as afinidades de ligação de PFASs com vários comprimentos de cadeia de carbono (C4-C11) para o selo de Baikal PPARα sintetizado in vitro. Experimentos semelhantes foram realizados para PPARα humano também e os resultados foram comparados com aqueles do PPARα de selo de Baikal para investigar diferenças entre espécies no papel de PPARα na toxicidade de PFASs. PPARα é um membro da superfamília de receptores nucleares ativados por ligante. Esta proteína receptora participa da regulação do metabolismo lipídico no fígado e, portanto, está envolvida em tumores hepáticos. Estudos anteriores investigaram as potências dos PFASs para ativar o camundongo, rato, e PPARα humano em ensaios de gene repórter in vitro, sugerindo a interrupção da via de sinalização PPARα por PFASs. Contudo, não foi investigado se os PFASs podem interagir com PPARα de selos que estão realmente contaminados com PFASs.

Um ensaio de ligação competitiva in vitro mostrou que seis PFCAs e dois PFSAs se ligaram ao selo de Baikal PPARα sintetizado in vitro de uma maneira dependente da dose. PFOS, PFDA, PFNA, e o ácido perfluoroundecanóico (PFUnDA) apresentou afinidades de ligação mais altas ao selo de Baikal PPARα do que outros PFASs. Além disso, A modelagem de homologia in silico PPARα previu que havia dois bolsões de ligação de ligante (LBPs) no PPARα de selo Baikal e LBDs PPARα humanos. As análises de relação estrutura-atividade sugeriram que as potências de ligação de PFASs a PPARα podem depender do volume da cavidade de ligação de LBP, interações de ligações de hidrogênio, o número de carbonos perfluorados, e a hidrofobicidade dos PFASs.

A comparação entre espécies das afinidades de ligação in vitro revelou que o PPARα do selo Baikal teve uma preferência maior por PFASs com cadeias de carbono longas do que o PPARα humano. As simulações de docking in silico sugeriram que o primeiro LBP do PPARα do selo Baikal tinha afinidades maiores do que o PPARα humano; Contudo, o segundo LBP do PPARα do selo Baikal tinha afinidades mais baixas do que o PPARα humano. As energias de interação de PFASs com PPARα de selo Baikal (primeiro e segundo LBPs) determinadas usando simulações de docking in silico tiveram uma correlação negativa significativa com suas afinidades de ligação determinadas usando ensaios de ligação PPARα in vitro.

Estes resultados sugeriram que a simulação de docking in silico pode ser uma ferramenta útil para a triagem de ligantes potenciais para o selo PPARα. Para nosso conhecimento, esta é a primeira evidência que mostra diferenças entre espécies na ligação de PFASs a PPARαs e suas relações estrutura-atividade. Essas descobertas nos incentivam a incorporar essas abordagens in vitro e in silico para avaliar o risco de PFASs em espécies de focas.