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.
Príspevok vznikol za finančnej podpory projektu APVV-16-0216.
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.
Dobrý deň, laicky by ma
Dobrý deň, laicky by ma zaujímalo, kde sa dá v praxi využiť nízkoteplotná plazma, okrem Vášho vysoko sofistikovaného výskumu. Má NTP nejaké uplatnenie v praktickom živote, v biomedicíne či priemysle? Vopred ďakujem za odpoveď, želám veľa úspechov do ďalšej práce, ZB
Dobrý deň, ďakujem za otázku.
Dobrý deň, ďakujem za otázku. Použitie nízkoteplotnej plazmy (NTP) je naozaj široké. Za zmienku stojí použitie plazmy za účelom devitalizácie nežiadúcich mikroorganizmov v potravinárstve. Nízkoteplotná plazma je vhodná na inaktiváciu baktérií, kvasiniek aj vláknitých húb na rôznych povrchoch hotových potravín a potravinárskych surovín, ako sú mäso, vajcia, ovocie a zelenina, cereálie a oriešky, ale aj v tekutinách ako je voda, džús a mlieko, či na degradáciu mykotoxínov a zvyškov pesticídov, pričom zostávajú zachované výživové a senzorické vlastnosti potravín. NTP predstavuje alternatívny prístup k účinnej inaktivácii a odstráneniu mikrobiálnych biofilmov. Obalové materiály, ako sú plastové fľaše, vrchnáky a fólie možno rýchlo sterilizovať pomocou NTP bez nepriaznivého ovplyvnenia ich objemových vlastností alebo zanechania akýkoľvek zvyškov kontaminácie. Plazmou je možné ošetrovať potraviny aj po ich zabalení a zabrániť tak akejkoľvek opätovnej kontaminácii potravinového produktu. V praxi sa používa plazma napr. na dezinfekciu priemyselného rotačného noža pri spracovaní mäsa. NTP taktiež zvyšuje klíčivosť mnohých typov semien. Dochádza pri ňom k zmenám ich povrchu, čo vedie k lepšej a rýchlejšej sorpcii vody a štiepeniu zásobných látok, súčasne k inaktivácií fytopatogénnych mikroorganizmov prítomných na semenách a následnému zlepšeniu klíčenia. Klíčky a korienky plazmou ošetrených vzoriek semien sú dlhšie a väčšie. V nedávnych štúdiách bola NTP použitá na ošetrenie reprodukčných a embryonálnych buniek, ale aj mladých zvierat. Pohlavné bunky po ošetrení plazmou vykazovali zvýšenú vitalitu, motilitu, čo sa prejavilo na celkovej plodnosti. Ošetrenie kuracích embryí zasa zvýšilo mieru rastu po vyliahnutí. NTP tiež vykazuje sľubné aplikácie v biomedicíne, a dokonca vznik tzv. plazmovej medicíny, ktorá zahŕňa inaktiváciu baktérií, húb, vírusov a endospór, zrážanie krvi, hojenie rán a bielenie zubov. NTP vykazuje aj protinádorový účinok v experimentoch s rôznymi nádorovými bunkovými líniami, pričom dochádza k usmrcovaniu nádorových buniek s vyššou efektivitou a menšími vedľajšími účinkami ako pri štandardných protinádorových terapiách.
Ďakujem za komplexnú a
Ďakujem za komplexnú a vyčerpávajúcu odpoveď. Želám všetko dobré: veľa úspechov do ďalšej práce. Srdečne, ZB