Polycyclic aromatic hydrocarbons are compounds widely present in the environment and well known to have carcinogenic and/or mutagenic properties. These substances when present in an organism are metabolized and can bind to DNA forming an adduct. Such adduct can induce replication errors that may cause carcinogenic tumor or genetic mutation. As a consequence, the determination of such adducts can be helpful in determining the risk for cancer development. In the present study, a synthesis of DNA adduct formed from the reaction of (±)-anti-7,8,9,10-tetrahydrobenzo[a]pyrene -7,8-diol 9,10-epoxide (BPDE) with calf thymus DNA has been carried out. The major product formed in this reaction is the binding of BPDE with the guanosine base. Since the reaction was conducted utilizing genomic DNA, a purification protocol for the adducts was necessary to isolate the main adduct. Solid phase extraction method was developed for isolation and purification of the adduct. The results have shown that a step gradient of water/methanol was needed to elute the adduct. Capillary zone electrophoresis with laser-induced fluorescence detection was used for monitoring the step-by-step purification procedure development and the analytical-grade adduct was characterized by UV/Vis and fluorescence spectroscopy, and electrospray ionization mass spectrometry.

Hidrocarbonetos polinucleares aromáticos são compostos largamente presentes no meio ambiente e são reconhecidamente considerados compostos carcinogênicos e/ou mutagênicos. Tais substâncias quando presentes em organismos são metabolizados e podem se ligar ao DNA formando adutos. Tais adutos podem induzir erros de replicação os quais podem causar um tumor carcinogênico ou uma mutação genética. Conseqüentemente, a determinação de tais adutos é útil na avaliação do risco de desenvolvimento de câncer. Neste estudo, a síntese do aduto de DNA formado da reação (±)-anti-7,8,9,10-tetrahidrobenzo[a]pireno-7,8-diol 9,10-epóxido (BPDE) com DNA de timo de bezerro foi conduzida. O maior produto formado nesta reação é a ligação do BPDE coma a base guanosina. Uma vez que a reação foi conduzida utilizando DNA genômico, um protocolo de purificação dos adutos foi necessário para isolar o principal aduto. Um método usando extração em fase sólida foi desenvolvido para isolamento e purificação do aduto. Os resultados mostraram que um gradiente seqüencial de água/metanol foi necessário para eluir o aduto. Eletroforese capilar de zona com detecção por fluorescência induzida a laser foi usada para monitorar a purificação a cada etapa do processo de desenvolvimento e o aduto de grau analítico foi caracterizado por espectroscopia UV/Vis e fluorescência e espectrometria de massas com ionização electrospray.

Um método alternativo à pos-marcação com 32P radioativo foi proposta para a determinação do aduto de desoxiguanosina monofosfato com epóxido de benzo[a]pirenodiol (dGMP-BPDE), um biomarcador para exposição humana à hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAH) carcinogênicos, usando eletroforese capilar com fluorescência induzida a laser (CE-LIF). O instrumento CE-LIF modificado foi ajustado para operar com um laser UV de He/Cd (325 nm) para detecção da fluorescência nativa dos adutos de BPDE. O método foi linear por mais de três ordens de grandeza e apresentou limites de detecção de 2,5 × 10-9 mol L-1 com relação sinal/ruído igual a 3 após diluições sucessivas do padrão de dGMP-BPDE. Neste nível de concentração, a recuperação foi de 1 aduto para cada 10(7) bases não modificadas. Os valores de CV% para ensaios inter- e intra-dias foi melhor que 7% e os estudos de recuperação em três níveis diferentes renderam valores em torno de 50%. Este método foi validado e aplicado pela primeira vez a determinação de dGMP-BPDE em amostras de sangue provenientes de trabalhadores rurais Brasileiros, os quais foram expostos a PAH na colheita de cana-de-açucar e fornos de produção de carvão vegetal.

An alternative method to 32P-postlabeling has been proposed for sensitive detection and quantitation of deoxyguanosine monophosphate - benzo[a]pyrenediol epoxide (dGMP-BPDE), a biomarker for human exposure to carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), using capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection (CE-LIF). A modified CE-LIF instrument was adjusted to operate with a He/Cd UV laser (325 nm) for native fluorescence detection from BPDE adducts. The method was linear over three decades in concentration, with the detection limit of 2.5 × 10-9 mol L-1 at the signal-to-noise ratio of three after consecutive dilution of the dGMP-BPDE standard. At this level, recovery of 1 adduct per 10(7) normal nucleotides was possible. The RSD values for inter- and intra-day determination were better than 7% and recovery studies at three different levels yielded values around 50%. This method has been validated and for the first time applied to determination of dGMP-BPDE in blood samples from Brazilian rural workers, which were exposed to PAH in sugar-cane plantation harvesting and charcoal-production ovens.