El desarrollo del feto puede alterarse por exposición a agentes químicos, físicos o biológicos durante su gestación, debido al daño en su ADN. Un método para evaluar la genotoxicidad es el ensayo de ...micronúcleos (MN) y/o anormalidades nucleares in vivo, que solo requiere un tejido que se divida frecuentemente. El tejido amniótico (TA) de la rata es una opción ideal, pues está en contacto con el medio del feto y está constituido de una capa de células muy fina. El objetivo del estudio fue evaluar la presencia de MN y prolongaciones nucleares (PN) en TA de crías de rata expuestas a ciclofosfamida (CF) o colchicina (COL) durante la gestación. Mediante un diseño experimental con ratas Wistar gestantes, se formaron 3 grupos: control negativo, experimental expuesto a CF (10 mg/kg) o a COL (0.254 mg/kg). Se dosificó vía oral y se tomaron frotis sanguíneos diariamente a las madres, los días 14-18 de gestación. La disección de la rata y obtención del TA de las crías fue el día 19 de gestación, previa anestesia. Las crías fueron pesadas y medidas y las muestras se fijaron en etanol (48 h), se tiñeron con naranja de acridina y se analizaron con microscopio de fluorescencia (100x). Se identificaron MN y PN en los grupos de estudio, lo que demuestra la viabilidad del tejido para el ensayo. Las madres con CF o COL incrementaron los eritrocitos policromáticos micronucleados significativamente, y disminuyeron sus eritrocitos policromáticos en el grupo de CF (48-120 h). Las crías de los grupos experimentales disminuyeron su peso y talla significativamente y el grupo de CF mostró incremento significativo de MN y PN en TA. En conclusión, se implementaron las condiciones para analizar MN y PN en TA de rata. Se observó incremento de MN y PN, ambos indicadores de daño al material genético, en TA por efecto de la CF, mientras la COL sólo mostró efecto en eritrocitos de la madre, lo cual muestra una alternativa viable para analizar en este tejido la integridad del ADN del feto y sus condiciones de desarrollo durante la gestación.
EVALUACIÓN GENOTÓXICA DE LOS NANO-PLAGUICIDAS Paz-Trejo, Cynthia; Gómez-Arroyo, Sandra; Jiménez, Luis Felipe
Revista internacional de contaminación ambiental,
01/2018, Volume:
34
Journal Article
Peer reviewed
El avance nanotecnológico ha comenzado a tomar fuerza en los últimos años permitiendo la construcción de una nueva generación de plaguicidas con características diferentes de sus presentaciones ...regulares. Estos productos carecen de regulaciones políticas en el sector salud y comercial, permitiéndole a grandes empresas comenzar a filtrar nano-materiales al mercado. La caracterización y evaluación genotóxica de los nanoplaguicidas necesita ser uno de los pasos iniciales y principales para establecer su regulación y para determinar si éstos generan daño genético mayor o menor en comparación con sus respectivas presentaciones actuales, además de que permitirán la caracterización de sus propiedades antes de que salgan al mercado de manera formal. Considerando esto, el objetivo de este trabajo fue evaluar el posible daño genotóxico causado por la exposición directa a dos plaguicidas con tecnología zeon Syngenta en su presentación nano en linfocitos de sangre periférica humana in vitro mediante la prueba de micronúcleos en células binucleadas. Los plaguicidas Ampligo 150 zc (lambda cyalotrina y clorantraniliprol) y Karate zeon 5cs (lambda cyalotrina) en sus presentaciones comerciales se encuentran en microcápsulas (2-3μm), sin embargo el producto ha mostrado presencia de nanopartículas. Esto permitió separar en fracciones un mismo plaguicida, obteniendo una micro, otra nano y la completa con ambos. Estas fracciones se compararon entre sí a distintas concentraciones y se caracterizaron mediante microscopía electrónica. En ambos casos los tratamientos se aplicaron por 24 h y se usó como testigo positivo bleomicina. Para inducir la formación de células binucleadas se agregó citocalisina B a las 48 h y se hizo la cosecha a las 72 h, se tiñeron las laminillas con Giemsa y se obtuvieron los datos de micronúcleos. Los resultados de la prueba de micronúcleos demostraron que ambos plaguicidas generaron daño genotóxico manifestando distintos comportamientos y diferentes grados de citotoxicidad, expresados por muerte celular.
Aim: p53 is reportedly activated without any genotoxicity through redox modulation of redox factor 1 (REF1). REF1 is documented to modulate the redox status under selenomethionine (SeMet). In this ...study, we investigated the mechanism of p53 stabilization by SeMet. Materials and Methods: We mainly used ubiquitination assay and immunoprecipitation to determine the potential role of REF1 and c-jun N-terminal kinase 1 (JNK) in modulation of p53 stabilization by SeMet. Results: The amount of ubiquitinated p53 decreased significantly under SeMet treatment, suggesting that SeMet might inhibit the proteasome-dependent degradation of p53. In addition, we observed that JNK was considerably associated with p53 in REF1 siRNA-treated cells, implying a possible role for SeMet-induced REF1 activity in modulation of the interaction between JNK and p53 via changes in p53 redox status. Conclusion: Our results suggest that the alternate mechanism of p53 stabilization by SeMet might provide an important clue in elucidating the molecular mechanism of chemopreventative compounds against various oxidative stresses.
Abstract
Engineered nanoparticles (NPs) are widely used in different technologies but their unique properties might also cause adverse health effects. In reviewing recent in vitro and in vivo ...genotoxicity studies we discuss potential mechanisms of genotoxicity induced by NPs. Various factors that may influence genotoxic response, including physico-chemical properties and experimental conditions, are highlighted. From 4346 articles on NP toxicity, 112 describe genotoxicity studies (94 in vitro, 22 in vivo). The most used assays are the comet assay (58 in vitro, 9 in vivo), the micronucleus assay (31 in vitro, 14 in vivo), the chromosome aberrations test (10 in vitro, 1 in vivo) and the bacterial reverse mutation assay (13 studies). We describe advantages and potential problems with different methods and suggest the need for appropriate methodologies to be used for investigation of genotoxic effects of NPs, in vitro and in vivo.
Trichothecenes are naturally occurring chemicals, produced by fungi, that can be found in contaminated crops. Trichothecenes have the potential to indirectly damage DNA and exacerbate genotoxic ...effects of genotoxicants. However, genotoxicity data for most trichothecenes are limited and data gaps remain. Here we use the γH2AX/pH3 assay to evaluate DNA damage in vitro of 13 trichothecenes. Three human cell lines (SH-SY5Y, ACHN, and HepG2) were exposed to each trichothecene (0.001–100 μM) to assess toxicity as models for the brain, kidney, and liver, respectively. Concentration-dependent induction of DNA damage, illustrated by γH2AX induction, was observed for all trichothecenes. In vitro-in vivo extrapolation (IVIVE) modeling was employed to support in vivo equivalent potency ranking and screen for risk potential. Diacetoxyscirpenol, T-2, and HT-2 had the highest genotoxic potency, notably in SH-SY5Y cells. Administered equivalent doses (AEDs) derived from IVIVE were compared against exposure data from French total diet studies to assess risk potential. AEDs derived for T-2 and HT-2 from the SH-SY5Y model were within 100-fold of exposure levels for infants aged one year or less. Overall, the potential for trichothecenes to damage DNA and higher exposures in infants highlights the need to investigate the cumulative effects across the broader trichothecene family.
•In vitro exposures to trichothecenes induce γH2AX, indicative of DNA damage.•Trichothecene exposures were most toxic in the SH-SY5Y brain model.•Diacetoxyscirpenol, T-2 toxin and HT-2 toxin have the highest risk potential.
El cáncer de mama es la neoplasia más frecuente en mujeres en países desarrollados y subdesarrollados; su incidencia va en aumento a pesar de las medidas de prevención y detección temprana. Debido a ...este cáncer, en el 2020 en México fallecieron 7,821 mujeres, siendo el uso de medicamentos de efecto genotóxico y citotóxico (Quimioterapia) la terapia adyuvante en el tratamiento de cáncer de mama. Estudios realizados en Estados Unidos demuestran un aumento de hasta 9 veces la probabilidad de desarrollar Síndrome mielodisplásico (SMD) o leucemia mieloide aguda (LMA) después de recibir tratamiento con quimioterapia para casi todos los tipos de tumores sólidos, presentando manifestaciones clínicas durante los 5 años después de haber terminado las aplicaciones. Surgiendo la necesidad de implementar en el ITCV un protocolo capaz de evaluar el efecto genotóxico en pacientes tratadas con quimioterapia en los últimos 5 años en el Centro Oncológico de Tamaulipas. Y realizar la comparación con pacientes no tratadas y entre los distintos grupos de pacientes según el tiempo transcurrido de la exposición a la quimioterapia. Una técnica muy útil para evaluar el daño del ADN es el llamado Ensayo Cometa, y que fue desarrollada por Ostling y Johanson 1984 el cual consiste en una electroforesis en microgel para detectar daños en el ADN al nivel de célula única. Se ha logrado estandarizar la metodología para la recuperación de leucocitos de sangre periférica mediante gradiente de densidad con Ficoll. Mediante el uso de las herramientas tecnológicas disponibles en el instituto se implementó el ensayo cometa con electroforesis alcalina pH> 13 capaz de detectar rupturas de cadena sencilla y doble del ADN y una tinción de Giemsa para su evaluación visual en microscopio óptico. A pesar de que el avance en la tecnología sugiere una tinción con bromuro de etidio y posterior lectura con fluorescencia, no siempre es posible el acceso a estas herramientas, sin embargo, se ha podido establecer una metodología que oriente al investigador referente a la integridad/daño del ADN y determinar si es que existe una relación entre los resultados obtenidos y datos clínicos de SMD o LMA.
La población en general y en particular las mujeres gestantes se encuentran expuestas a contaminantes ambientales, incluyendo metales como el talio. En estudios epidemiológicos se ha encontrado ...relación entre la concentración de talio en orina o en sangre de mujeres embarazadas con aumento en la frecuencia de partos prematuros y menor peso de los neonatos. En modelos experimentales in vivo el talio produce anormalidades en el desarrollo y su administración en el día 7 de gestación a ratonas preñadas provoca retraso en la osificación, defectos de postura y variaciones morfológicas externas. En cultivos celulares, el talio y sus compuestos producen genotoxicidad y citotoxicidad. Por lo anterior, en este trabajo se planteó evaluar mediante el análisis citogenético el índice mitótico (IM) y el porcentaje de células con aberraciones cromosómicas (AC) en fetos de ratonas tratadas durante la organogénesis con acetato de talio(I). A grupos de 5 hembras preñadas, se les administró vía intraperitoneal dosis de 5.28, 6.16 mg/kg de acetato de talio(I) en los días 6, 8, 10, 12, 14 y 16 de gestación, además se contó con un grupo testigo tratado con agua inyectable. En el día 18 de gestación se obtuvieron los fetos y se realizaron las preparaciones citogenéticas de hígado fetal (4 por hembra), las que se evaluaron al microscopio óptico. Se calculó el IM como indicador de citotoxicidad, también se contó el número y tipo de AC estructurales como indicador de genotoxicidad. El manejo de los organismos se realizó de acuerdo con la NOM-062-ZOO-1999. El proyecto fue revisado y aprobado por el Comité de Ética de la FES-Zaragoza. Los resultados muestran que el acetato de talio(I) incrementa el porcentaje de células con AC estructurales y reduce el IM en el hígado de los fetos analizados en las dosis probadas, No se sabe el mecanismo por el cual se producen estos efectos; sin embargo, en hígado de ratones adultos C57BL/6J se ha observado que la administración de talio incrementa la generación de especies reactivas de oxígeno, lo que induce estrés oxidante que puede causar daño en el ADN y retrasar el ciclo celular para repararlo.
ABSTRACT
Adeno‐associated viral vectors (AAVs) achieve stable therapeutic expression without long‐term toxicity in adults with hemophilia. To avert irreversible complications in congenital disorders ...producing early pathogenesis, safety and efficacy of AAV‐intrauterine gene transfer (IUGT) requires assessment We therefore performed IUGT of AAV5 or ‐8 with liver‐specific promoter‐1 encoding either human coagulation factors IX (hPIX) or × (hFX) into Macaca fascicularis fetuses at ∼0.4 gestation. The initial cohort received 1 × 1012 vector genomes (vgs) of AAV5‐hFIX (n = 5; 0.45 × 1013 vg/kg birth weight), resulting in ∼3.0% hPIX at birth and 0.6–6.8% over 19–51 mo. The next cohort received 0.2‐1 × 1013 vg boluses. AAV5‐hPX animals (n = 3; 3.57 × 1013 vg/kg) expressed <1% at birth and 9.4–27.9% up to 42 mo. AAV8‐hFIX recipients (n = 3; 2.56 × 1013 vg/kg) established 4.2–41.3% expression perinatally and 9.8–25.3% over 46 mo. Expression with AAV8‐hFX (n = 6,3.12 × 1013 vg/kg) increased from <1% perinatally to 9.8–13.4% >35 mo. Low expressers (<1%, n = 3) were postnatally challenged with 2 × 1011 vg/kg AAV5 resulting in 2.4–13.2% expression and demonstrating acquired tolerance. Linear amplification‐mediated‐PCR analysis demonstrated random integration of 57–88% of AAV sequences retrieved from hepatocytes with no events occurring in or near oncogenesis‐associated genes. Thus, early‐IUGT in macaques produces sustained curative expression related significantly to integrated AAV in the absence of clinical toxicity, supporting its therapeutic potential for early‐onset monogenic disorders.—Chan, J. K. Y., Gil‐Farina I., Johana, N., Rosales, G., Tan, Y. W., Ceiler, J., Mcintosh, J., Ogden, B., Waddington, S. N., Schmidt, M., Biswas, A., Choolani, M., Nathwani, A. G., Mattar, C. N. Z. Therapeutic expression of human clotting factors IX and × following adeno‐associated viral vector‐mediated intrauterine gene transfer in early‐gestation fetal macaques. FASEB J. 33, 3954–3967 (2019). www.fasebj.org
During almost 40 years of use, the micronucleus assay (MN) has become one of the most popular methods to assess genotoxicity of different chemical and physical factors, including ionizing ...radiation-induced DNA damage. In this minireview, we focus on the position of MN among the other genotoxicity tests, its usefulness in different applications and visibility by international organizations, such as International Atomic Energy Agency, Organization for Economic Co-operation and Development and International Organization for Standardization. In addition, the mechanism of micronuclei formation is discussed. Finally, foreseen directions of the MN development are pointed, such as automation, buccal cells MN and chromothripsis phenomenon.
The Vanilla genus is crucial for global production in food, perfume, and pharmaceutical industries. However, exploitation threatens some species, leading to extinction. Traditional communities use ...vanilla for medicinal purposes, and there are species like Vanilla chamissonis Klotzsch and Vanilla bahiana Hoehne with potential to occupy the market. For this, methanolic extraction of these two mentioned species was conducted alongside Vanilla planifolia. Analyzes of the cell viability, mutagenic and genotoxic potential were performed. In the Ames test, the assays were performed with concentrations from 0.5 and 5000 μg/ml and on five strains. Only Vanilla planifolia exhibited mutagenicity at the highest concentration in the TA98 strain. Viability tests were performed within a dose range of 0.05–5000 µg/ml and 24, 48, and 72-hour exposures. It was possible to observe a reduction in cell viability observed only at the highest concentration, for all three species and both cell types tested. Genotoxicity induction by the extracts was assessed at concentrations from 0.5 to 500 µg/ml through the cytokinesis-block micronucleus assay. No genotoxic damage or reduction in the Nucleus Division Index (NDI). The study found no mutagenicity, cytotoxicity, or genotoxicity in the species tested, indicating potential human use for food or pharmaceutical purposes.
Display omitted
•Brazilian Vanilla species extracts show no mutagenicity or genotoxicity.•Only V. planifolia exhibited mutagenicity at the highest concentration.•Cell viability reduced only at the highest extract concentrations in all species.•Vanilla extracts show potential for safe use in food and pharmaceutical industries.•None of the species induced micronuclei.
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