Mecanismos de acción citotóxica producidos por la esterigmatocistina en las células sh-sy5y de neuroblastoma humano

Autor: Zingales, Veronica
Přispěvatelé: Ruiz Leal, María José, Fernández Franzón, Mónica, Departament de Medicina Preventiva i Salut Pública, Ciències de l'Alimentació, Toxicologia i Medicina Legal
Rok vydání: 2021
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Zdroj: RODERIC. Repositorio Institucional de la Universitat de Valéncia
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Popis: En la presente Tesis Doctoral se ha llevado a cabo la evaluación in vitro de los efectos producidos por la micotoxina esterigmatocistina (STE) en células de mamífero. El conocimiento de los efectos tóxicos y exposición a dicha micotoxina permite una mejor caracterización de los riesgos de la población. Se ha evaluado la citotoxicidad individual de la STE en células de neuroblastoma (SH-SY5Y) y de carcinoma hepatocelular humano (HepG2), mostrando valores de IC50 únicamente en las células SH-SY5Y. Debido a que la exposición simultánea o secuencial a múltiples micotoxinas podría dar lugar a efectos adversos sobre la salud del consumidor, se ha evaluado la citotoxicidad combinada de la STE con el nivalenol (NIV) en las células HepG2, mostrando efectos principalmente aditivos y sinérgicos. A continuación, se han evaluado los mecanismos de toxicidad de la STE en las células SH-SY5Y. La exposición de las células SH-SY5Y a la STE pone de manifiesto disrupción del ciclo celular, incremento del daño al ADN y del estrés oxidativo, que podría estar relacionado con la muerte celular por apoptosis. Tras demonstrar la capacidad de la STE para generar especies reactivas del oxígeno (ROS), se ha evaluado la eficacia del sistema de defensa intracelular (enzimático y no enzimático) frente al estrés oxidativo, observándose una disminución de los niveles de glutatión, así como de la actividad de las enzimas glutatión peroxidasa, glutatión transferasa, catalasa y superóxido dismutasa, lo cual indica que las células SH-SY5Y son incapaces de contrarrestar el estrés oxidativo producido por la STE. Por otra parte, se ha determinado el efecto de la quercetina, un antioxidante de la dieta conocido por sus múltiples propiedades biológicas, y se ha observado un efecto protector frente a la citotoxicidad, la producción de ROS y la inducción de otros marcadores de estrés oxidativo producidas por la STE en las células SH-SY5Y. Finalmente, se han evaluado los efectos de la STE sobre procesos como proliferación, estrés oxidativo, apoptosis y daño al ADN en modelos de cultivo celular tridimensionales (3D) de neuroblastoma (esferoides) de células SH-SY5Y y se han comparado con el efecto inducido en los cultivos de las células SH-SY5Y en monocapa. Los resultados obtenidos han confirmado la citotoxicidad y la capacidad de la STE para inducir apoptosis, estrés oxidativo y daño al ADN en las células SH-SY5Y, tanto en cultivos celulares 2D como en 3D. Sin embargo, los esferoides han mostrado más resistencia que el cultivo celular en monocapa (2D) a los efectos tóxicos de la STE, ya que concentraciones y tiempos de exposición menores fueron suficientes para causar efectos tóxicos en el sistema 2D que no se observan en el sistema 3D. Los resultados indican que la STE supone un riesgo tóxico potencial. Por lo tanto, es necesario un mayor conocimiento sobre los mecanismos de acción tóxica de la STE para poder prevenir efectos adversos sobre la salud de los individuos expuestos a esta u otras micotoxinas. In the present Doctoral Thesis, im vitro evaluation of the effects induced by the mycotoxin sterigmatocystin (STE) in mammalian cells has been carried out. Elucidating the toxicological effect of STE will allow for a better assessment of the risk associated with its exposure. Individual cytotoxicity of STE has been evaluated in human neuroblastoma (SH-SY5Y) and hepatocellular carcinoma (HepG2) cells, showing IC50 values only in SH-SY5Y cells. As simultaneous or sequential exposure to multiple mycotoxins could lead to adverse effects on consumer health, the cytotoxicity of STE in combination with nivalenol (NIV) has been evaluated in HepG2 cells, resulting mainly in additive and synergistic effects. Afterward, the mechanisms of STE toxicity cells have been evaluated in SH-SY5Y. Exposure of SH-SY5Y cells to STE reveals cell cycle disruption, increased DNA damage and oxidative stress, which could be related to apoptosis cell death. After demonstrating the ability of STE to generate reactive oxygen species (ROS), the efficacy of the intracellular defence system (enzymatic and non-enzymatic) against oxidative stress has been evaluated, observing a decrease in glutathione levels, as well as in the activity of the enzymes glutathione peroxidase, glutathione transferase, catalase and superoxide dismutase, which suggests that SH-SY5Y cells are not able of counteracting the oxidative stress induced by STE. Furthermore, the effect of quercetin, a dietary antioxidant known for its multiple biological properties, has been determined, showing a protective effect against cytotoxicity, ROS production and the induction of other oxidative stress markers induced by STE in SH-SY5Y cells. Finally, the effects of STE on processes such as proliferation, oxidative stress, apoptosis and DNA damage induction have been evaluated in 3D spheroid model of human neuroblastoma SH-SY5Y cells and compared with the effects observed in monolayer SH-SY5Y cell cultures. The results obtained have confirmed the cytotoxicity of STE and its ability to trigger apoptosis, oxidative stress and DNA damage on SH-SY5Y cells in both 2D and 3D cell cultures. However, spheroids have shown more resistance than 2D monolayer cell culture to the toxic effects of STE, as lower concentrations and exposure times were sufficient to cause toxic effects in the 2D system compared to the 3D system. The results indicate that STE represents a potential health hazard. Therefore, a deeper understanding of the toxic mechanisms of action of STE is needed to prevent adverse health effects on individuals exposed to this or other mycotoxins.
Databáze: OpenAIRE
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