Introdução à Genética
Teste de Ames | Avaliação de mutágenos em nosso ambiente
CONCEITO-CHAVE Os mutágenos induzem mutações por meio de uma diversidade de mecanismos.
Alguns mutágenos mimetizam bases normais e são incorporados ao DNA, onde podem parear de
modo incorreto. Outros dani cam as bases e causam malpareamento especí co ou destroem o
pareamento, causando o não reconhecimento de bases.
Teste de Ames | Avaliação de mutágenos em nosso ambiente Foi sintetizado um número enorme de compostos químicos e muitos apresentam possíveis aplicações comerciais. Aprendemos pelo modo mais difícil que os possíveis benefícios dessas aplicações devem ser ponderados com relação aos riscos para a saúde e ambientais. Portanto, é essencial a apresentação de técnicas de triagem eficientes para avaliar alguns dos riscos de um grande número de compostos.
FIGURA 16.16 A aflatoxina B metabolicamente ativada se liga ao DNA. 1
Muitos compostos são possíveis agentes causadores de câncer (carcinógenos)
e, assim, a apresentação de sistemas-modelo válidos, nos quais a carcinogênese dos compostos possa ser avaliada de modo eficiente e efetivo, é muito importante. Entretanto, a utilização de um sistema-modelo de mamífero, tal como o camundongo, é muito lenta, consome muito tempo e é dispendiosa.
Na década de 1970, Bruce Ames reconheceu que existe uma forte correlação
entre a capacidade dos compostos de causarem câncer e mutações. Ele conjeturou que a medição das taxas de mutação em sistemas bacterianos seria um modelo eficaz para a avaliação da mutagenicidade dos compostos como um primeiro nível de detecção de possíveis carcinógenos. Entretanto, tornou-se claro que nem todos os carcinógenos eram por si próprios mutagênicos; em vez disso, alguns metabólitos de carcinógenos produzidos no corpo são, de fato, os agentes mutagênicos. Tipicamente, esses metabólitos são produzidos no fígado, e as reações enzimáticas que convertem os carcinógenos em metabólitos bioativos não ocorrem em bactérias.
Ames percebeu que ele poderia superar esse problema por meio do
tratamento de linhagens especiais da bactéria Salmonella typhimurium com
extratos de fígado de rato contendo enzimas metabólicas (Figura 16.17). As linhagens especiais de S. typhimurium apresentavam um dos vários alelos mutantes de um gene responsável pela síntese de histidina que sabidamente são conhecidos por “reverter” (ou seja, retornar ao fenótipo do tipo selvagem) apenas por meio de determinados tipos de eventos mutacionais adicionais. Por exemplo, um alelo denominado TA100 poderia ser revertido para o tipo selvagem apenas por mutação de substituição de base, enquanto TA1538 e 1535 poderiam ser revertidos apenas por mutações indel que resultam em uma
mudança de matriz de leitura da proteína (Figura 16.18).
As bactérias tratadas de cada uma dessas linhagens foram expostas ao
composto do teste e em seguida foram cultivadas em placas de Petri contendo meio sem histidina. A ausência desse nutriente assegurou que apenas os indivíduos revertentes contendo a substituição de base apropriada ou mudança de matriz de leitura cresceriam. O número de colônias em cada placa e o número total de bactérias testadas foram determinados, possibilitando que Ames medisse a frequência da reversão. Os compostos que produziam metabólitos que induziam elevados níveis de reversão em relação aos extratos de fígado de controle não tratados seriam então claramente mutagênicos e seriam possíveis carcinógenos. Portanto, o teste de Ames proporcionou um modo importante para triar milhares de compostos e avaliar um aspecto de seu risco para a saúde e o ambiente. Ele ainda está em uso atualmente como uma importante ferramenta para a avaliação da segurança de compostos químicos.
FIGURA 16.17 Resumo do procedimento utilizado no teste de Ames. Enzimas hepáticas solubilizadas (S9) são adicionadas a uma suspensão de bactérias auxotróficas em uma solução do possível carcinógeno (X). A mistura é plaqueada em um meio que não contém histidina. A presença de revertentes indica que a substância química é um mutágeno e possivelmente também um carcinógeno.