Evaluation of the cytotoxicity of Asparagopsis armata exudate in fish cells

Abstract

The oceans present an enormous importance on our planet, representing almost 99% of the planet's living space. Its vastness gives the illusion of resistance to anthropogenic activity and infinite resources that has led to inappropriate exploitation over the years. A consequence of anthropogenic pressures the introduction of non-native species poses a devastating threat to biodiversity. The red macroalgae Asparagopsis armata, originally from Western Australia, is now distributed all over the planet and is abundant along the Portuguese coast. This species represents a threat to native species since it produces potentially toxic exudates, becoming highly invasive, predatorless and with high growth rates. The main objective of this study was to evaluate the toxicity of Asparagopsis armata exudates, using in vitro assays. Therefore, its cytotoxicity was evaluated for a cell line of gilthead sea bream (Sparus aurata), a fish species of high commercial value at national and European level. Assays were performed for 24 h, where cell viability was assessed, using the MTT and Resazurin reduction assay, and biochemical responses associated with antioxidant activity and biotransformation were evaluated after 24 h exposure. Overall, the data revealed that cell viability of gilthead seabream fish cells is significantly reduced when exposed to more than 25% A. armata exudate. It also induces an increase in non-protein thiol activity, indicative of an increased non-enzymatic antioxidant capacity in response to toxic compounds present in the exudate.

Os oceanos apresentam uma enorme importância no nosso planeta, representando quase 99% do espaço vital do planeta. A sua vastidão dá a ilusão de resistência à atividade antropogénica e recursos infinitos que tem levado à exploração imprópria ao longo dos anos. Consequência das pressões antropogénicas a introdução de espécies não-nativas representa uma ameaça devastadora à biodiversidade. A macroalga vermelha Asparagopsis armata, originária da Austrália Ocidental, está atualmente distribuída por todo o planeta sendo abundante na costa Portuguesa. Esta espécie representa uma ameaça para as espécies nativas dado que produz exsudados potencialmente tóxicos tornando-se altamente invasiva, sem predadores e com taxas de crescimento elevadas. O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação da toxicidade do exsudado da Asparagopsis armata, recorrendo a ensaios in vitro. Assim, foi avaliada a sua citotoxicidade para uma linha celular de dourada (Sparus aurata), uma espécie de peixe de elevado valor comercial a nível nacional e Europeu. Foram realizados ensaios de 24 h, onde foi avaliada a viabilidade celular, recorrendo ao ensaio de redução de MTT e Resazurina, e avaliadas respostas bioquímicas associadas à atividade antioxidante e de biotransformação após exposição de 24 h. De uma forma geral, os dados revelaram que a viabilidade celular das células de dourada é significativamente reduzida quando expostas a mais de 25% de exsudato de A. armata. Para além de que induz um aumento na atividade de tióis não proteicos, indicativo de um aumento da capacidade antioxidante não enzimática em resposta aos compostos tóxicos presentes no exsudato.