REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Izpostavljenost okoljskim onesnažilom je v vsakdanjem življenju neizogibna. Ljudje in drugi organizmi smo nenehno izpostavljeni mešanici kemikalij, sestavljeni iz naravno prisotnih in antropogenih snovi. Pomanjkanje podatkov o toksikoloških lastnostih kemikalij in biokemijskih interakcijah med njimi je glavna omejitev za učinkovito oceno tveganja.
V doktorskem delu je ocenjen citotoksični in genotoksični potencial izbranih onesnažil različnega izvora, ki smo jim v okolju lahko sočasno izpostavljeni – cianotoksinov kot naravno proizvedenih in bisfenolov kot antropogenih onesnažil. Cianotoksini so cianobakterijski sekundarni metaboliti, prisotni v vodah, zlasti tam, kjer je razmnoževanje cianobakterij pospešeno zaradi evtrofikacije in vplivov globalnega segrevanja. Škodljivi učinki nekaterih znanih cianotoksinov so dokazani, v zadnjem času pa so bili odkriti številni prej nepoznani cianotoksini, ki se vse pogosteje pojavljajo v cianobakterijskem cvetu, njihove toksične lastnosti pa še niso raziskane. V nasprotju s cianotoksini so bisfenol A in njegovi analogi antropogenega izvora, saj gre za pomembne surovine pri proizvodnji plastičnih in epoksi materialov. V različnih vrstah embalaže za živila in drugih izdelkih so v človekovi vsakodnevni uporabi, preko izcednih voda iz proizvodne industrije in plastičnih odpadkov pa so široko prisotni tudi v okolju. V obeh izbranih skupinah onesnažil je več snovi, za katere je znano, da so genotoksične. Namen te disertacije pa je bil oceniti genotoksični potencial cianobakterijskih toksinov in analogov BPA, za katere te informacije manjkajo, ter genotoksične učinke ob izpostavljenosti njihovim mešanicam, ki bolje odražajo izpostavljenost v okolju.
Disertacija podaja prve znanstvene podatke o genotoksičnosti cianotoksinov L-BMAA in mikrogininov. Rezultati so pokazali, da L-BMAA ne povzroča mutacij in poškodb DNK v bakterijskem testnem sistemu, medtem ko mikroginini povzročajo prelome DNA in genomsko nestabilnost v celični liniji humanega hepatokarcinoma HepG2.
Izpostavljenost HepG2 celic cianobakterijskim ekstraktom, ki so vsebovali mešanico različnih mikrogininov oz. mešanici mikrocistina LR in cilindrospermopsina, je pokazala, da kombinirani genotoksični učinki niso enaki vsoti učinkov posameznih cianotoksinov. Rezultati kažejo na verjetnost antagonističnih interakcij med cianotoksini oz. prevladujoč učinek enega izmed toksinov. V kombiniranih izpostavitvah se je pokazal predvsem dominanten učinek cilindrospermopsina.
Kljub splošni domnevi, da so analogi varnejši od samega bisfenola A, je primerjava genotoksičnih učinkov BPA in njegovih najpogostejših analogov, bisfenolov S, F in AF, pokazala, da ima BPAF najvišji genotoksični potencial. V transkriptomskih analizah se je izkazalo, da BPA in BPAF ter njune kombinacije z drugimi bisfenoli povzročajo spremembe v izražanju izbranih genov tudi pri nizkih koncentracijah, relevantnih za človekovo izpostavljenost. Ob hkratni izpostavljenosti bisfenolom in cianotoksinu cilindrospermopsinu je bilo ponovno potrjeno, da ima cilindrospermopsin pri nastanku poškodb DNA prevladujoč učinek. Hkrati pa so se na podlagi transkriptomskih analiz več izbranih genov izkazali aditivni oz. sinergistični učinki interakcij cilindrospermopsina in bisfenolov v mešanicah.
S povečano proizvodnjo novih kemikalij in okrepljeno zavestjo o etični vprašljivosti uporabe laboratorijskih živali narašča potreba po zanesljivih in vitro toksikoloških podatkih za oceno tveganja. Kot odgovor na to situacijo intenzivno poteka razvoj 3D in vitro modelov, ki v primerjavi s klasičnimi celičnimi kulturami bolje ponazarjajo stanje v tkivih živih organizmov. Izboljšani modeli obetajo možnost za zanesljivejše in vitro raziskave in zmanjšanje potrebe po poskusih na živalih.
V raziskavi smo nov 3D in vitro model, razvit z uporabo HepG2 celic, uporabili za oceno citotoksičnosti in genotoksičnosti cilindrospermopsina. Rezultati so pokazali, da cilindrospermopsin vpliva na rast sferoidov in povzroči zaustavitev celičnega cikla. Transkriptomske analize so pokazale deregulacijo genov, vključenih v fazo I in fazo II metabolizma ksenobiotikov, odziv na poškodbe DNK, proliferacijo celic in apoptozo.
Rezultati disertacije podajajo nove toksikološke podatke o vse pogosteje prisotnih onesnažilih – cianotoksinih in bisfenolih – ter prispevajo k boljšemu razumevanju biokemijskih interakcij ob sočasni izpostavljenosti. Ponovno je bilo potrjeno, da posplošena uporaba modela seštevanja koncentracij ali modela neodvisnega delovanja za obravnavo mešanic kemikalij ni upravičena, saj eksperimentalni podatki kažejo na kompleksnejše interakcije. Poleg tega poudarjamo pomembnost obravnave mešanic kemikalij z različnim izvorom in potmi izpostavitve v oceni tveganja, kar je pogosto zanemarjeno.