Melhoramento de métodos da amêijoa asiática Corbicula fluminea

Abstract

O bivalve de água doce invasor Corbicula fluminea, comummente designado de amêijoa asiática, é capaz de provocar alterações em aspetos vitais do funcionamento de ecossistemas, e prejuízos económicos severos por danos causados pela sua atividade incrustante em empresas hidrodependentes. Devido à crescente dispersão das infestações e às extensivas perdas económicas associadas, o melhoramento das técnicas de controlo é uma tarefa necessária. Uma vez que os métodos de controlo mais comuns se baseiam na aplicação de biocidas químicos, melhoramentos quer ao nível da eficácia quer da diminuição dos impactos ambientais associados à sua aplicação são fundamentais. A combinação de vários agentes biocidas resultando em sinergismo toxicológico, é uma das abordagens que permite que se reduzam as concentrações de cada um dos compostos usados no tratamento, ainda assim mantendo níveis satisfatórios de eficácia. Não obstante as vantagens da utilização de tratamentos combinados, a avaliação dos seus efeitos biocidas em bivalves (que precede naturalmente a aplicação em larga escala) é um processo logisticamente muito exigente dado o elevado número de combinações que é necessário considerar para que a análise produza resultados fidedignos. Este trabalho explorou a possibilidade de utilizar metodologias alternativas (logisticamente menos exigentes e na prática mais céleres) aos ensaios de mortalidade para avaliar a capacidade biocida de combinações binárias de agentes potenciais de controlo da amêijoa asiática: ensaios de toxicidade in vitro. Com este enquadramento presente, selecionaram-se quatro compostos modelo com potencial biocida relativamente à amêijoa asiática e sobre os quais havia muita informação toxicológica disponível: cobre, dimetoato, diclorvos e dodecil sulfato de sódio (SDS). A escolha destes compostos teve ainda em conta a capacidade que todos apresentam de inibir ChEs (um parâmetro que pode ser fidedignamente determinado in vitro), o que é um fator importante se considerarmos que a mortalidade causada pelos compostos pode ser explicada pela (ou pelo menos relacionada com a) inibição de ChEs. Numa fase inicial, a capacidade biocida de cada um dos compostos per se foi testada. Os resultados destes ensaios de mortalidade apoiaram a definição das gamas de concentração que foram utilizadas em testes subsequentes para avaliação da inibição de ChEs de homogeneizados de C. fluminea expostos in vitro a cada um dos compostos individualmente. Os resultados evidenciaram que estes compostos possuem de facto capacidade para inibir in vitro as colinesterases de C. fluminea. De seguida, foram efetuadas exposições in vitro de homogeneizados de C. fluminea a combinações binárias dos compostos (cobre e dimetoato; diclorvos e SDS), determinando os seus efeitos sobre a atividade das ChEs. O ajuste dos dados experimentais obtidos aos modelos de adição de concentração (CA; Concentration Addition) e de ação independente (IA; Independent Action), que explicam no geral a toxicidade de misturas de químicos, permitiu concluir que ocorre um comportamento sinergístico dos químicos quando combinados, em particular a baixas doses no caso da combinação de cobre com dimetoato, e fundamentalmente devido ao diclorvos na combinação de diclorvos com SDS. A capacidade desta metodologia alternativa, enquanto substituto dos ensaios de mortalidade, para testar combinações de agentes de controlo de C. fluminea, foi avaliada numa última fase: foram então realizados ensaios de mortalidade, em que os organismos foram expostos a concentrações criteriosamente selecionadas, com base nos dados obtidos nos ensaios anteriores. Os resultados evidenciaram a existência de uma relação entre a capacidade de inibição de ChEs de uma mistura e a mortalidade causada por uma mistura equivalente. O comportamento sinérgico dos componentes em mistura relativamente à capacidade de inibição das ChEs traduziu-se, na generalidade dos casos, numa tendência para efeitos mais do que aditivos relativamente à mortalidade. A possibilidade de se prever a letalidade, e consequentemente o potencial biocida, de uma mistura com base nos resultados obtidos em ensaios in vitro é evidenciada pelos dados obtidos no presente trabalho, apresentando-se por isso a utilização do biomarcador atividade de ChEs como uma forma rápida de avaliar o potencial biocida de misturas de compostos com propriedades anticolinesterásicas. Esta evidência abre caminho para a procura de ensaios alternativos adequados a outro tipo de químicos de controlo, facilitando a otimização de tratamentos combinados para aplicação no controlo de pestes no geral e/ou no controlo de bivalves incrustantes em particular.

The freshwater bivalve Corbicula fluminea has been increasing its distribution outside its native range, being currently considered one of the worst 100 invasive species. This species is capable of operating changes in key aspects of ecosystems functioning and severe economic damages as a biofouler in water-dependent industries. Due to the increasing spread of the infestations and the extensive economic losses associated, the improvement of available control methods is still an up-to-date challenge. Since common control methods rely on the application of chemical biocides, improvements regarding both efficacy and ecological friendliness are much required. The combination of different biocides that may result in toxicological synergism is one of the approaches that would allow the reduction of the concentrations of each chemical used for the treatment, and still achieve satisfactory levels of biocidal efficacy. Bearing this rationale in mind, we selected four biocides already proven efficient against the Asian clam as study models: copper, dimethoate, dichlorvos and sodium dodecyl sulphate (SDS) as chemical models. There is a wide body of knowledge on the toxicity of these compounds to the aquatic biota and the selection was also favored by the capability that all have of inhibiting ChEs. This latter was an important criterion given that mortality (the endpoint of interest here) can be linked (or partly related) to ChEs, inhibition. In a first stage, the individual biocidal potency of each chemical was tested. The results of these mortality tests were then used to define the concentration ranges to expose whole C. fluminea homogenates in vitro to each of the chemicals individually. The data yield showed that all chemicals can in fact act as ChEs inhibitors in C. fluminea. Then, a second set of in vitro exposures was made, now with binary mixtures of the chemicals (copper and dimethoate; dichlorvos and SDS) to determine their effects on the ChE activity. The fitting of the experimental data to the CA (Concentration Addition) and IA (Independent Action) models of mixtures toxicity highlighted the occurrence of a synergistic behavior of the chemicals as combined; especially at lose doses in the case of the copper/dimethoate combination, and essentially due to the presence of dichlorvos in the dichlorvos/SDS combination. The potential of this alternative methodology, as a surrogate for mortality tests for testing combinations of control agents against C. fluminea was evaluated in a last stage: another mortality testing trial was made exposing the organisms to judiciously-selected treatments taking into account the data yield from previous assays. The results evidenced a relationship between the degree of inhibition of ChEs activity induced by a given mixture and the mortality caused by the exposure to an equivalent mixture. The synergic behavior of the components of a mixture showing ability to inhibit ChEs translated into a tendency for a greater than additive behavior in terms of mortality. The possibility of predicting the lethality and the associated biocidal potential of a mixture based in the results obtained in in vitro tests is highlighted by the data obtained in the present study. This allows the use of the biomarker ‘ChEs activity’ as a quick way of assessing the biocidal potential of mixtures of compounds with anticholinesterasic properties. This evidence constitutes a promoter of the search for testing surrogates adequately fitting the chemical classes involved, thus facilitating the optimization of combined treatments for use as improved control methods against pests in general and/or against macrofouling bivalves in particular.