Αξιολόγηση της επίδρασης της ωχρατοξίνης Α σε ανθρώπινα νεφρικά κύτταρα και μελέτη παρεμπόδισης της κυτταροτοξικής της δράσης

Abstract

Η ωχρατοξίνη Α (ΟΤΑ) είναι μια νεφροτοξική μυκοτοξίνη που παράγεται από διάφορα είδη Aspergillus και Penicillium που μολύνουν συχνά τρόφιμα και ζωοτροφές. Είναι γνωστό καρκινογόνο [Διεθνής Οργανισμός Έρευνας για τον Καρκίνο (IARC), ομάδα 2Β) και η χρόνια έκθεσή του σχετίζεται με νεφρικές διαταραχές. Η χρήση αντιοξειδωτικών ενώσεων ως προστατευτικών παραγόντων έναντι της οξειδωτικής βλάβης που επάγεται από την ΟΤΑ έχει αναφερθεί σε αρκετές κυτταρικές σειρές. Σε αυτή τη μελέτη ερευνήσαμε τις in vitro κυτταροτοξικές επιδράσεις που επάγονται από την ΟΤΑ και την επίδραση αρκετών αντιοξειδωτικών ουσιών (πρότυπα διαλύματα και αιθανολικά εκχυλίσματα μούρων) σε ανθρώπινα εμβρυϊκά νεφρικά κύτταρα (HEK293) μετά από 24 και 48ωρη έκθεση. Τα κύτταρα εκτέθηκαν σε διάφορες συγκεντρώσεις ΟΤΑ και διαφορετικά αντιοξειδωτικά (α-Τοκοφερόλη, GSH, Ασκορβικό οξύ και εκχυλίσματα μούρων). Οι τιμές ΟΤΑ EC50 ήταν 2,98 και 2,08 μΜ για 24 και 48 ώρες, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα μετά από προ-επώαση 3 ωρών με α-Τοκοφερόλη παρουσίασαν σημαντική βελτίωση της βιωσιμότητας των κυττάρων μετά την έκθεση σε ΟΤΑ, ιδιαίτερα 24 ώρες μετά την αγωγή (40% με 5μΜ ΟΤΑ, 60% με 5μΜ ΟΤΑ + 750 μΜ α-Τοκοφερόλη). Η α-Τοκοφερόλη είναι ένα ισχυρό αντιοξειδωτικό και ο κύριος βιολογικός της ρόλος είναι η προστασία των συστατικών των κυτταρικών μεμβρανών από την οξείδωσή τους λόγω ελεύθερων ριζών. Η α-Τοκοφερόλη μειώνει την παραγωγή ROS από την έκθεση σε ΟΤΑ, ειδικά 24 ώρες μετά τη έκθεση. Περαιτέρω, οι διακυμάνσεις του μεταβολισμού των κυττάρων 24 ώρες μετά από την έκθεση των κυττάρων σε ΟΤΑ παρακολουθήθηκαν πραγματοποιώντας μεταβολομική ανάλυση GC/EI/MS. Τα αποτελέσματά της μελέτης προτείνουν αρκετούς μηχανισμούς κυτταρικής βλάβης λόγω της έκθεσης σε ΟΤΑ. Οι προτεινόμενες μεταβολικές οδοί σε αυτό το μοντέλο νεφρικών κυττάρων θα παράσχουν στην επιστημονική κοινότητα πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την αξιολόγηση της τοξικολογικής ασφάλειας της ΟΤΑ και θα συμβάλλουν στην ανάπτυξη στρατηγικών προστασίας από τοξικολογικές βιο-απειλές.

Ochratoxin A (OTA) is a nephrotoxic mycotoxin produced by different Aspergillus and Penicillium species that frequently contaminate human and animal food products. It is a well-known carcinogen [International Agency for Research on Cancer (IARC], group 2B) and its chronic exposure is associated with kidney disorders. The use of antioxidant compounds as counteracting agents against the OTA-induced oxidative damage has been reported in several cell lines. In this study, we have investigated the in vitro cytotoxic effects induced by OTA, and the effect of several antioxidants (standard solutions and ethanolic berry extracts) on human embryonic kidney cells (HEK293) 24 and 48 h following treatments. Cells were exposed to various OTA concentrations and different antioxidants (α-Tocopherol, GSH, Ascorbic acid and berry extracts). The OTA EC50 values were 2.98 and 2.08 μΜ for 24 and 48 h, respectively. The results from a 3 h pre-incubation with α-Tocopherol revealed an ameliorative effect on the cell viability following OTA exposure, especially 24h post-treatment (40% with 5μΜ OTA, 60% with 5μΜ ΟΤΑ+750 μM α-Tocopherol). α-Tocopherol is a potent antioxidant that functions as a peroxyl radical scavenger that terminates chain reactions and has the ability to move within the cellular membrane. a-Tocopherol reduces ROS production due to OTA exposure, especially 24h post-treatment. Furthermore, fluctuations of cells’ metabolism 24 h following treatments with OTA were monitored performing GC/EI/MS metabolomics. Our results that will be discussed propose several mechanisms of cellular damage through OTA exposure. The proposed metabolic pathways in this renal cell model will provide the scientific community valuable information on the toxicological safety evaluation of OTA and also for the development of protective against toxicological bio threats strategies.