Integrative analysis in toxicological assessment of the insecticide Malathion in Allium cepa L. system / Análise integrativa na avaliação toxicológica do inseticida Malation no sistema Allium cepa L

ABSTRACT

Abstract For many centuries human populations have been suffering and trying to fight with disease-bearing mosquitoes. Emerging and reemerging diseases such as Dengue, Zika, and Chikungunya affect billions of people around the world and recently has been appealing to control with chemical pesticides. Malathion (MT) is one of the main pesticides used against mosquitoes, the vectors of these diseases. This study aimed to assess cytotoxicity and mutagenicity of the malathion for the bioindicator Allium cepa L. using a multivariate and integrative approach. Moreover, an appendix table was compiled with all available literature of insecticides assessed by the Allium cepa system to support our discussion. Exposures during 48h to 0.5 mg mL-1 and 1.0 mg mL-1 MT were compared to the negative control (distilled water) and positive control (MMS solution at 10 mg L-1). The presence of chromosomal aberrations, micronuclei frequency, and mitotic index abnormalities was evaluated. Anaphase bridges were the alterations with higher incidence and presented a significantly elevated rate in the concentration of 0.5 mg mL-1, including when compared to the positive control. The integrative discriminant analysis summarizes that MT in assessed concentrations presented effects like the positive control, corroborating its potential of toxicity to DNA. Therefore, it is concluded that MT in its pure composition and in realistic concentrations used, has genotoxic potential in the biological assessment of A. cepa cells. The multivariate integrative analysis was fundamental to show a whole response of all data, providing a global view of the effect of MT on DNA.

RESUMO

Resumo Por muitos séculos, as populações humanas sofrem e tentam combater os mosquitos transmissores de doenças. Doenças emergentes e reemergentes como Dengue, Zika e Chikungunya afetam bilhões de pessoas em todo o mundo e, recentemente, vem apelando ao controle com pesticidas químicos. O Malation (MT) é um dos principais pesticidas usados ​​contra mosquitos, vetores dessas doenças. O objetivo deste estudo foi avaliar a citotoxicidade e a mutagenicidade do MT para o bioindicador Allium cepa L. usando uma abordagem multivariada e integrativa. Além disso, uma tabela suplementar foi compilada com toda a literatura disponível de inseticidas avaliada pelo sistema Allium cepa para apoiar nossa discussão. Exposições ao MT durante 48h a 0,5 mg mL-1 e 1,0 mg mL-1 foram comparadas a um controle negativo (água destilada) e um controle positivo (10 mg L-1 de MMS). Foram avaliadas a presença de aberrações cromossômicas, frequência de micronúcleos e anormalidades no índice mitótico. As pontes anafásicas foram as alterações com maior incidência e apresentaram uma taxa significativamente elevada na concentração de 0,5 mg mL-1, inclusive quando comparadas ao controle positivo. A análise discriminante integrativa resume que o MT nas concentrações avaliadas apresentou efeitos semelhantes ao controle positivo, corroborando seu potencial de toxicidade para o DNA. Portanto, conclui-se que o MT, em sua composição pura e nas concentrações realistas utilizadas, possui potencial genotóxico na avaliação biológica de células de A. cepa. A análise integrativa multivariada foi fundamental para mostrar uma resposta completa de todos os dados, fornecendo uma visão global do efeito da MT no DNA.