Domestic bovines as potential environmental bioindicators: analysis of oral epithelium and application in the micronucleus assay

D.M Ferré; R.T. Carracedo; A. Pedrosa; M.N. Caliri; H.R. Ludueña; N.B. Gorla

doi:10.30972/vet.3527859

Autores/as

D.M Ferré Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas https://orcid.org/0000-0002-4052-1922
R.T. Carracedo Universidad Juan Agustín Maza. Laboratorio de Genética, Ambiente y Reproducción https://orcid.org/0000-0002-8904-7248
A. Pedrosa Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas https://orcid.org/0009-0003-7627-7698
M.N. Caliri Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas https://orcid.org/0000-0003-2107-188X
H.R. Ludueña Universidad Juan Agustín Maza. Laboratorio de Genética, Ambiente y Reproducción https://orcid.org/0000-0003-1809-7747
N.B. Gorla Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas https://orcid.org/0000-0002-8539-6061

DOI:

https://doi.org/10.30972/vet.3527859

Palabras clave:

Ecosistema agropecuario, Biomarcador, Células exfoliadas, Histología, Tejido de revestimiento, Ganado

Resumen

Los bovinos domésticos (Bos Taurus) podrían utilizarse como bioindicadores de la calidad de los agroecosistemas, con la posibilidad de alertar mediante biomarcadores celulares sobre posibles efectos adversos de fármacos administrados en ellos o de contaminantes tóxicos en el ambiente circundante. El ensayo de micronúcleos citoma bucal (MN-cit bucal) se utiliza en poblaciones humanas con este fin. El objetivo de este estudio fue realizar la caracterización estructural del epitelio en el sitio anatómico propuesto para la realización del test MN-cit bucal en esta especie y describir los tipos y frecuencias de células con anormalidades nucleares (AN) del epitelio bucal bovino. Además, se realizó citología exfoliativa del epitelio bucal labial de doce machos castrados y se analizaron 1.000 células por animal, estableciéndose frecuencia de células basales y diferenciadas con AN. Los tipos celulares y AN observados con mayor frecuencia fueron: cariolíticas, cromatina condensada, cariorrexis, picnóticos, en forma de riñón, núcleos con muescas, binucleados, micronucleados y brotes. Se describieron cuatro grados de progresión en núcleos con cariorrexis. Se evidenció un epitelio estratificado plano queratinizado de 866,67 ± 75,44 μm de espesor (media ± DE) y se delinean las características de las células de los estratos germinativum, granulosum, spinosum y corneum. Además de estar queratinizado, el epitelio bovino es entre tres y cinco veces más grueso que el registrado en humanos debido a un número mayor de células diferenciadas. En el uso prospectivo de MN-cit bucal en bovinos, los indicadores de muerte celular no deben considerarse como resultado de efectos genotóxicos que inducen apoptosis, como ocurre en humanos; el resto de las AN si pueden ser utilizados como biomarcadores.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

D.M Ferré, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

1Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Argentina.
2Laboratorio de Genética, Ambiente y Reproducción, Universidad Juan Agustín Maza (UMaza).

Citas

Amadi CN, Frazzoli C, Orisakwe OE. Sentinel species for biomonitoring and biosurveillance of environmental heavy metals in Nigeria. J. Environ. Sci. Heal. C. Toxicol. Carcinog. 2020; 38(1): 21-60.

Bacha W, Bacha L. Atlas color de histología veterinaria. 2nd ed. Buenos Aires: Intermédica; 2001 p. 121-127.

Benedetti D, Nunes E, Sarmento M, Porto C, Dos Santos CEI, Dias JF, Da Silva J. Genetic damage in soybean workers exposed to pesticides: Evaluation with the comet and buccal micronucleus cytome assays. Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2013; 752: 28-33.

Benvindo-Souza M, Borges RE, Pacheco SM, de Souza-Santos LR. Micronucleus and other nuclear abnormalities in exfoliated cells of buccal mucosa of bats at different trophic levels. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2019a; 172: 120-127.

Benvindo-Souza M, Borges RE, Pacheco SM, de Souza Santos LR. Genotoxicological analyses of insectivorous bats (Mammalia: Chiroptera) in central Brazil: The oral epithelium as an indicator of environmental quality. Environ. Pollut. 2019b; 245: 504-509.

Benvindo‑Souza M, Folador Sotero D, Gomes Araújo dos Santos C, Alves de Assis R, Borges RE, de Souza Santos LR, de Melo e Silva D. Genotoxic, mutagenic, and cytotoxic analysis in bats in mining area. Environ. Sci. Pollut. Res. 2023; 30:92095-92106.

Bertolino S, Bonaldo I, Wauters LA, Santovito A. A method to quantify genomic damage in mammal populations. Hystrix. 2023; 34(2):92-97.

Bolognesi C, Knasmueller S, Nersesyan A, Thomas P, Fenech M. The HUMNxl scoring criteria for different cell types and nuclear anomalies in the buccal micronucleus cytome assay – An update and expanded photogallery. Mutat. Res. 2013; 753: 100-113.

Bonassi S, Biasotti B, Kirsch-Volders M, Knasmueller S, Zeiger E, Burgaz S, Bolognesi C, Holland N, Thomas P, Fenech M, HUMNXL Project Consortium. State of the art survey of the buccal micronucleus assay a first stage in the HUMNXL project initiative. Mutagenesis. 2009; 24(4): 295-302.

Cerón Madrigal JJ. Análisis clínicos en pequeños animales. 1st ed. Ciudad autónoma de Bs As: Intermédica; 2013. p. 400.

Di Meo GP, Perucatti A, Genualdo V, Caputi-Jambrenghi A, Rasero R, Nebbia C, Iannuzzi L. Chromosome fragility in dairy cows exposed to dioxins and dioxin-like PCBs. Mutagenesis. 2011; 26(2): 269-272.

Díaz NV. Manual de procedimientos en anatomía patológica. 1st ed. Quito (Ecuador): Roche; 2010. p. 54-57

Ferré DM, Quero AAM, Hynes V, Saldeña EL, Lentini VR, Tornello MJ, Carracedo RT, Gorla NBM. Ensayo de micronúcleos de citoma bucal en trabajadores de fincas frutícolas que han aplicado plaguicidas alrededor de quince años. Rev. Int. de Contam. Ambient. 2018; 34(1): 23-33.

Ferré DM, Jotallan PJ, Lentini VR, Ludueña HR, Romano RR, Gorla NBM. Biomonitoring of the hematological, biochemical and genotoxic effects of the mixture cypermethrin plus chlorpyrifos applications in bovines. Sci. Total Environ. 2020; 726: 138058.

Ferré DM, Gorla NBM. De relaciones tóxicas a un vínculo amoroso. El ambiente, los animales y nosotros. Buenos Aires (Argentina): EDIUNC; 2023. p.38-38, 88-97.

Folador Sotero D, Benvindo‑Souza M, de Carvalho Lopes AT, Pereira de Freitas RM, de Melo e Silva D. Damage on DNA and hematological parameters of two bat species due to heavy metal exposure in a nickel‑mining area in central Brazil. Environ. Monit. Assess. 2023; 195(8): 1000.

Frazzoli C, Bocca B, Mantovani A. The One Health Perspective in Trace Elements. Biomonitoring. J. Toxicol. Environ. Health Part B. 2015; 18(7-8): 344-370.

Glazko TT, Astaf’eva EE, Pheophilov AV, Kushnir AV, Stolpovskii YA, Glazko VI. Intrabreed genetic differentiation of local breeds of mongolian cattle and small stock under different ecogeographic breeding conditions. Russ. Agric. Sci. 2012; 38: 133-136.

Haftek M, Simon M. Diferenciación epidérmica. Proceso de formación de la capa córnea. EMC-Dermatol. 2020; 54(1): 1-14.

Lee HJ, Kang CM, Kim SR, Kim JC, Bae CS, Oh KS, Jo SK, Kim TH, Jang JS, Kim SH. The micronucleus frequency in cytokinesis-blocked lymphocytes of cattle in the vicinity of a nuclear power plant. J. Vet. Sci. 2007; 8(2): 117-120.

Michalová V, Galdíková M, Holečková B, Koleničová S, Schwarzbacherová V. Micronucleus Assay in Environmental Biomonitoring. Folia Vet. 2020; 62(2): 20-28.

Prata JC, Dias-Pereira P. Microplastics in terrestrial domestic animals and human health: implications for food security and food safety and their role as sentinels. Animals. 2023; 13(4): 661.

Prestin S, Rothschild SI, Betz CS, Kraft M. Measurement of epithelial thickness within the oral cavity using optical coherence tomography. Head Neck. 2012; 34(12): 1777-1781.

Quero AAM, Ferré DM, Zarco A, Cuervo P, Gorla NBM. Erythrocyte micronucleus cytome assay of 17 wild bird species from the central Monte desert, Argentina. Environ. Sci. Pollut. Res. 2016; 23: 25224-25231.

Ren W, Baig A, White DJ, Li SK. Characterization of cornified oral mucosa for iontophoretically enhanced delivery of chlorhexidine. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2016; 99: 35-44.

Ross MH, Wojciech P, Barnash TA. Atlas de Histología Descriptiva. 1st ed. Buenos Aires: Panamericana; 2012. p. 150-171.

Sa G, Xiong X, Wu T, Yang J, He S, Zhao Y. Histological features of oral epithelium in seven animal species: As a reference for selecting animal models. Eur. J. Pharm. Sci. 2016; 81: 10-17.

Santovito A, Buglisi M, Sciandra C, Scarfo M. Buccal micronucleus assay as a useful tool to evaluate the stress-associated genomic damage in shelter dogs and cats: new perspectives in animal welfare. J. Vet. Behav. 2022; 47: 22-28.

Shekhar S, Sahoo AK, Dalai N, Chaudhary P, Praveen PK, Saikhom R, Rai R. Chromosome analysis of arsenic affected cattle. Vet. World. 2014; 7(10): 859-862.

Sommer S, Buraczewska I, Kruszewski M. Micronucleus Assay: The State of Art, and Future Directions. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(4): 1534.

Thomas P, Holland N, Bolognesi C, Kirsch-Volders M, Bonassi S, Zeiger E, Knasmueller S, Fenech M. Buccal micronucleus cytome assay. Nat. Protoc. 2009; 4: 825-837.

Van Dijk C, Van Doorn G, Van Alfen B. Long term plant biomonitoring in the vicinity of waste incinerators in The Netherlands. Chemosphere. 2014; 122: 45-51.