Incidence of penile neoplasia associated with the use of pesticides in the Irrigated Perimeter Jaguaribe Apodi - Ceará, Brazil: An in silico approach

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i10.33178

Keywords:

Agrotóxicos; Modelagem molecular; Docking molecular; Câncer de pênis; Saúde pública; Baixo jaguaribe.

Abstract

The insertion of irrigated perimeters and the intensive use of pesticides made the Baixo Jaguaribe region one of the most critical areas of agribusiness in Ceará. However, the excessive use of pesticides has been associated with increased cases of premature births, congenital malformations and mainly neoplasms, especially penile cancer. Objective: To characterize in silico the pesticides of the triazine group used in the Jaguaribe-Apodi Irrigated Perimeter in the Baixo Jaguaribe region to investigate the relationship between penile cancer associated with the use of pesticides. Methodology: It was given through molecular modeling using Classical Force Field (MMF94) to obtain more stable structures and physicochemical properties and molecular docking to elucidate the possible inhibition between ligand (triazine)-protein (p53). Results:  The electronic and structural characterization established that the pesticides of the triazine group are soluble and have no rotation, their double bonds are derived from the heterocyclic ring in their conformations and the stability energies are relatively high. Conclusions: Regarding molecular docking, ametryn and atrazine are likely to initiate a carcinogenic response to workers in the Jaguaribe-Apodi Irrigated Perimeter, i.e., penile cancer, while cyromazine ligand shows no interactions with p53 protein; thus, it does not act with inhibitory potency.

References

Avelino, F. F., Teixeira, Z. A., Da Silva, F. J. F., & Pereira, D. M (2013). Análise de agrotóxicos em águas da Chapada do Apodi, Ceará, Brasil. Rev. Águas Subterrâneas. https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/27458. Accessed 21 December 2021.

Ballestreri, E. (2017). Teste de micronúcleos como ferramenta para avaliação da exposição ocupacional a pesticidas: Revisão. Revinter, 10(1):19-28. https://doi.org/10.22280/revintervol10ed1.260

Barbosa, R. S., de Souza, J. P., de Almeida, D. J., dos Santos, J. B., dos Santos Paiva, W., & de Jesus Porto, M. (2020). As possíveis consequências da exposição a agrotóxicos: uma revisão sistemática. Research, Society and Development, 9(11), e45191110219-e45191110219. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10219

Bleeker, M. C. G., Heideman, D. A. M., Snijders, P. J. F., Horenblas, S., Dillner, J., & Meijer, C. J. L. M (2009). Penile cancer: Epidemiology, pathogenesis and prevention. World J Urol, 27(2): 141–150. https://doi.org/10.1007/s00345-008-0302-z

Borsoi, A., Dos Santos, P. R. R., Taffarel, L. E., & Júnior, A. C. G (2015). Agrotóxicos: Histórico, atualidades e meio ambiente. Acta Iguazu, Cascavel, 3(1): 86–100. https://doi.org/10.48075/actaiguaz.v3i1.9650

Cabral, M. F., Souza, D. D., Alves, C. R, & Machado, S. A. S (2003). Estudo do comportamento eletroquímico do herbicida ametrina utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada. Eclética Química, 28(2): 41–47. https://doi.org/10.1590/S0100-46702003000200005

Campanhola, C., & Bettiol, W (2003). Panorama sobre o uso de agrotóxicos no Brasil. Embrapa Meio Ambiente- Capitulo de Livro, 40. https://www.alice.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/1076531/1/Campanholapanorama.pdf.

Carmo, D. A. D., Carmo, A. P. B. D., Pires, J. M. B., & Oliveira, J. L (2014). Comportamento ambiental e toxidade dos herbicidas atrazina e simazina. Rev Amb & Água, 8(1):133–143. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1073

Carneiro, F. F., Rigotto, R. M., & Pignati, W (2012). Frutas, cereais e carne do Sul: agrotóxicos e conflitos ambientais no agronegócio no Brasil. E-Cadernos CES, 17. https://doi.org/10.4000/eces.1101

Costa, S., Rodrigues, R., Barbosa, L., Silva, J., De Caldas Brandão, J., & De Medeiros, C. S. Q (2013). Câncer de Pênis: Epidemiologia e estratégias de prevenção. Cad Grad Ciências Biológicas e da Saúde Facipe, 1: 23–33. https://periodicos.set.edu.br/facipesaude/article/view/1197.

Coutinho, C. F., Tanimoto, S. T., Galli, A., Garbellini, G. S., Takayama, M., Do Amaral, R. B., Mazo, L. H., Avaca, L. A, & Machado, S. A. S (2005). Pesticidas: Mecanismo de ação, degradação e toxidez. Pestic Rev Ecotox & Meio Ambiente, 15: 65–72. https://doi.org/10.5380/pes.v15i0.4469

Crespo, D. C., Lecuona, R. E., & Hogsette, J. A (2002). Strategies for controlling house fly populations resistant to cyromazine. Neotrop Entomol, 31(1): 141–147. https://doi.org/10.1590/s1519-566x2002000100019

Dantas, J. D. A., Oliveira, T. S., Mendonça, E. S., & Assis, C. P (2012). Qualidade de solo sob diferentes usos e manejos no Perímetro Irrigado Jaguaribe/Apodi,CE. Rev Bras Eng Agricola & Ambiental, 16(1): 18–26. https://doi.org/10.1590/S1415-43662012000100003

Dos Santos, J. R., & Da Silva, J. M (2007). Toxicologia de agrotóxicos em ambientes aquáticos. Oecologia Brasiliensis, 11(04), 565–573. https://doi.org/10.4257/oeco.2007.1104.08

Emamzadah, S., Tropia, L., Vincenti, I., Falquet, B., & Halazonetis, T. D (2014). Reversal of the DNA-binding-induced loop L1 conformational switch in an engineered human p53 protein. J Mol Biol, 426(4): 936–944. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2013.12.020

Favorito, L. A., Nardi, A. C., Ronalsa, M., Zequi, S. C, Sampaio, F. J, & Glina, S (2008). Epidemiologic study on penile cancer in Brazil. International Braz J Urol, 34(5): 587–591. https://doi.org/10.1590/s1677-55382008000500007

Freitas, B. M. C., & Bombardi, L. M (2018). A Política Nacional de Irrigação e o uso de agrotóxicos no Brasil: Contaminação e intoxicações no Ceará. GEOgraphia, 20(43): 86-100. https://doi.org/10.22409/geographia2018.v20i43.a27213

Gama, A. F., De Oliveira, A. H., & Cavalcante, R. M (2013). Inventário de agrotóxicos e risco de contaminação química dos recursos hídricos no semiárido cearence. Quim Nova, 36(3): 462–467. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000300017

Jobim, P. F. C., Nunes, L. N., Giugliani, R., & Cruz, I. B. M. D (2010). Existe uma associação entre mortalidade por câncer e uso de agrotóxicos? Uma contribuição ao debate. Cienc & Saúde Coletiva, 15(1): 277–288. https://doi.org/10.1590/s1413-81232010000100033

Leite, A. H. P., Silva, N. Q., Morato, C. B. A., & Alves, R. R. V (2015). Hpv como fator de risco para o câncer peniano. Rev Bras Educ & Saúde, 5(3): 1–6. https://www.gvaa.com.br/revista/index.php/REBES/article/view/3644. Accessed 21 December 2021.

Micali, G., Nasca, M. R., Innocenzi, D., & Schwartz, R. A (2006). Penile cancer. J Am Acad Dermatol, 54(3): 369–391. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2005.05.007

Milhome, M. A. L., Sousa, D. D. O. B. D., Lima, F. D. A., & Nascimento, R. F. D (2009). Avaliação do potencial de contaminação de águas superficiais e subterrâneas por pesticidas aplicados na agricultura do Baixo Jaguaribe, CE. Eng Sanit & Ambiental, 14(3): 363–372. https://doi.org/10.1590/s1413-41522009000300010

Morris, G. M., Huey, R., Lindstrom, W., Sanner, M. F., Belew, R. K., Goodsell, D. S., & Olson, A. J (2009). AutoDock4 and AutoDockTools4: Automated Docking with Selective Receptor Flexibility. J Comput Chem, 30: 2785–2791. https://doi.org/10.1002/jcc.21256

O’Boyle, N. M., Banck, M., James, C. A., Morley, C., Vandermeersch, T., & Hutchison, G. R. (2011). Open Babel: An open chemical toolbox. J Cheminform, 3(33): 1–14. https://doi.org/10.1186/1758-2946-3-33

Pereira, V. G. M., Rangel, L. D. F., Ferreira, K. D., Reis, A. B., Dos Santos, H. C. S., Belarmino, A. J., Souza, D. C., Silva, D. R. D. A., Chacon, A. C. S. R., Santolin, T. S., & Nunes, L. D. O (2017). A relação entre o uso de agrotóxicos e o aumento do índice de câncer no Brasil. Rev Gestão em Foco, 9: 164–170. http://portal.unisepe.com.br/unifia/wp-content/uploads/sites/10001/2018/06/028_relacao_agrotoxicos_aumento_cancer_brasil.pdf.

Pessoa, V. M., & Rigotto, R. M (2012). Agronegócio: Geração de desigualdades sociais, impactos no modo de vida e novas necessidades de saúde nos trabalhadores rurais. Rev Bras Saúde Ocup, 37(125): 65–77. https://doi.org/10.1590/S0303-76572012000100010

Pettersen, E. F., Goddard, T. D,. Huang, C. C., Couch ,G. S., Greenblatt, D. M., Meng, E. C., & Ferrin, T. E (2004). UCSF Chimera - A visualization system for exploratory research and analysis. J Comput Chem, 25, 1605–1612. https://doi.org/10.1002/jcc.20084

Pontes, A. G. V., Gadelha, D., Freitas, B. M. C., Rigotto, R. M., & Ferreira, M. J. M (2013). Os perímetros irrigados como estratégia geopolítica para o desenvolvimento do semiárido e suas implicações à saúde, ao trabalho e ao ambiente. Ciênc & Saúde Colet, 18, 3213–3222. https://doi.org/10.1590/S1413-81232013001100012

Porto, M. F., & Soares, W. L (2012). Modelo de desenvolvimento, agrotóxicos e saúde: um panorama da realidade agrícola brasileira e propostas para uma agenda de pesquisa inovadora. Rev. Bras. Saúde Ocup, 37: 17–31. https://doi.org/10.1590/S0303-76572012000100004

Ramos, R. F., Andrioli, A. I, & Betemps, D. L (2018). Agrotóxicos e Transgênicos: Uma crítica popular. Extensão Em Foco, 17: 1–15. https://doi.org/10.5380/ef.v0i17.58250

Reis, A. A. D. S., Paula, L. B. D., Paula, A. A. P. D., Saddi ,V. A., & Cruz, A. D. D (2010). Aspectos clínico-epidemiológicos associados ao câncer de pênis. Ciênc & Saúde Colet, 15: 1105–1111. https://doi.org/10.1590/s1413-81232010000700018

Rigotto, R. M (2011). Agrotóxicos, trabalho e saúde: vulnerabilidade e resistência no contexto da modernização agrícola no baixo Jaguaribe/CE. ln: Agrotóxicos, trabalho e saúde: vulnerabilidade e resistência no contexto da modernização agrícola no Baixo Jaguaribe/CE. Edições UFC, Fortaleza, Brazil, 613.

Rigotto, R. M., Marinho, A. M. C. P., Ellery, A. E. L., Sampaio, J. L. F., & Tupinamba, S. V (2010). Da Primavera silenciosa ás primaveras silenciadas: Conflitos sócio-ambientais no agronegócio da fruticultura e agrotóxicos no Baixo Jaguaribe. Zhouri A, Laschefski K, organizadores. Desenvolvimento e conflitos ambientais. 1ª Edição. Belo Horizonte: UFMG, Brazil, 148-175.

Rigotto, R. M., Silva, A. M. C. D., Ferreira, M. J. M., Rosa, I. F., & Aguiar, A. C. P (2013). Tendências de agravos crônicos à saúde associados a agrotóxicos em região de fruticultura no Ceará, Brasil. Rev Bras Epidemiol, 16: 763–773. https://doi.org/https://doi.org/10.1590/S1415-790X2013000300019

Ródio, G. R., Rosset, I. G., & Brandalize, A. P. C. (2021). Exposição a agrotóxicos e suas consequências para a saúde humana. Research, Society and Development, 10(8), e43010817526-e43010817526. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17526

Salomão, P. E. A., Ferro, A. M. S., & Ruas, W. F (2020). Herbicidas no Brasil: Uma breve revisão. Res Soc Devepment, 9(2), 1–22. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i2.1990

Sant’anna, C. M. R. (2009). Molecular modeling methods in the study and design of bioactive compounds: An introduction. Rev Virtual Química, 1(1): 49-57. https://doi.org/10.5935/1984-6835.20090007

Silva, J. M. D., Nonato-Silva, E., Faria, H. P., & Pinheiro, T. M. M (2005). Agrotóxico e trabalho: Uma combinação perigosa para a saúde do trabalhador rural. Ciênc & Saúde Colet, 10: 891–903. https://doi.org/10.1590/s1413-81232005000400013

Simon, P. C., Cecatto, A. P., Reolon-Costa, A., Camera, J. N., & Cattaneo, R. (2022). Meio ambiente e saúde: perspectiva dos produtores rurais frente ao uso de defensivos agrícolas. Research, Society and Development, 11(8), e49611831394-e49611831394. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i8.31394

Yusuf, D., Davis, A. M., Kleywegt, G. J., & Schmitt, S (2008). An alternative method for the evaluation of docking performance: RSR vs RMSD. J Chem Inf Model, 48(7), 1411–1422. https://doi.org/10.1021/ci800084x

Downloads

Published

10/08/2022

How to Cite

SOUSA, D. S. de; ROBERTO, C. H. A.; MENDES, F. R. da S.; MARINHO, M. M.; SANTOS, H. S. dos; MARINHO, E. S. Incidence of penile neoplasia associated with the use of pesticides in the Irrigated Perimeter Jaguaribe Apodi - Ceará, Brazil: An in silico approach. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 10, p. e553111033178, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i10.33178. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/33178. Acesso em: 1 oct. 2022.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences