Impakt nízkoteplotnej plazmy na biologické účinky aflatoxínu B1 na rôzne bunkové kultúry

Primárne karty

Impakt nízkoteplotnej plazmy na biologické účinky aflatoxínu B1 na rôzne bunkové kultúry

Michaela Bolebruchová1 , Barbora Kaliňáková
1 Ústav biochémie a mikrobiológie, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Radlinského 9, 812 37 Bratislava, Slovensko
bolebruchova.michaela@gmail.com

Aflatoxín B1 (AFB1) má spomedzi aflatoxínov najsilnejšie účinky a je známe, že vedie k rozvoju hepatocelulárneho karcinómu u ľudí a zvierat. Medzi jeho toxické účinky patrí aj supresia rastu, malnutrícia a imunomodulácia [1]. AFB1 zvyšuje percento apoptických buniek a spôsobuje poškodenia DNA, čím výrazne predlžuje fázy G1 a G2 bunkového cyklu. Môže tiež znižovať expresiu proteínov s tesným spojením, čo vedie k zníženiu životaschopnosti buniek závislému od času a koncentrácie, čo výrazne skracuje S fázu bunkového cyklu [2]. Aflatoxíny veľmi účinne odoláva tradičným tepelným metódam používaným v potravinársky priemysel. Štúdie využívajúce UV žiarenie na degradáciu aflatoxínov ukázali, že zvyšuje jeho náchylnosť na degradáciu. Aplikácia UV žiarenia je však obmedzená kvôli nízkej hĺbke prieniku, úzkej vlnovej dĺžke a zachovaniu zvyškovej toxicity degradáciou. Hoci chemické prístupy sú účinné na degradáciu aflatoxínov, existujú obavy o bezpečnosť týkajúce sa tvorby toxických látok a modifikácie kvalitatívnych charakteristík ošetrených potravín a krmív. Nízkoteplotná plazma (NTP), nová technológia používaná v potravinárskom priemysle, ponúka alternatívnu metódu pre degradáciu aflatoxínov [3].

Cieľom práce je detekcia degradačných účinkov NTP na AFB1 a sledovanie zmien cytotoxicity a genotoxicity AFB1 ošetreného NTP na bunkové kultúry NIH/3T3 a L1210. Degradačné účinky sme sledovali vybranými analytickými metódami na základe fyzikálnych a chemických vlastností AFB1. Výsledky ukazujú, že AFB1 po ošetrení NTP má vo svojej štruktúre menšie zastúpenie C=O skupín, väčšie zastúpenie uhlíka viazaného s kyslíkom jednoduchou väzbou a menej dvojitých väzieb. Vplyv AFB1 ošetreného NTP na viabilitu bunkových kultúr sme sledovali pomocou farbenia trypánovou modrou, neutrálnou červenou a MTT testom. Z výsledkov vyplýva, že AFB1 ošetrený NTP vykazuje nižšiu cytotoxicitu ako kontrolný neošetrený AFB1. Ďalej sme sledovali morfologické zmeny buniek oboch bunkových kultúr pomocou vizualizačných techník – farbením neutrálnou červenou a dvojitým farbením Hoechst 33258 a propídium jodid. Farbenie neutrálnou červenou preukázalo zmeny morfológie endozómov; a dvojité farbenie Hoechst 33258 a propídium jodidom zasa indikovalo skorú fázu apoptózy buniek inkubovaných s AFB1 ošetreným NTP.

Poďakovanie: 

Príspevok vznikol za finančnej podpory projektu APVV-16-0216.

Zdroje: 

1. RUSHING, B. R. – SELIM, M. I. Aflatoxin B1: A review on metabolism, toxicity, occurrence in food, occupational exposure, and detoxification methods. Food Chem Toxicol. 2019, 124, 81-100.
2. WU, K. et al. Transcriptomics and flow cytometry reveals the cytotoxicity of aflatoxin B1 and aflatoxin M1 in bovine mammary epithelial cells. Ecotoxicol Environ Saf. 2021, 209.
3. NISHIMWE, K. et al. Cytotoxicity Assessment of Aflatoxin B1 after High Voltage Atmospheric Cold Plasma Treatment. Toxicon. 2021, 194, 17-22.