Потенціювання негативного ефекту гербіциду гліфосату на цитокіновий профіль наночастинками оксиду цинку

Я. Ю. Гапоненко; М. М. Корда

doi:10.11603/bmbr.2706-6290.2023.1.13444

Автор(и)

Я. Ю. Гапоненко Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України
М. М. Корда Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України https://orcid.org/0000-0002-6066-5165

DOI:

https://doi.org/10.11603/bmbr.2706-6290.2023.1.13444

Ключові слова:

наночастинки, оксид цинку, гліфосат, цитокіни

Анотація

Резюме. Наночастинки, внаслідок їх здатності проникати через біологічні бар’єри і полегшувати транспорт всередину клітин хімічних сполук, потенційно можуть посилювати токсичний ефект останніх.

Мета дослідження – оцінити вплив наночастинок оксиду цинку на здатність гліфосату змінювати цитокіновий профіль крові щурів.

Матеріали і методи. Досліди виконано на 40 щурах-самцях, яким вводили щоденно внутрішньошлунково суспензію наночастинок ZnO в дозі 100 мг/кг, розчин гліфосату в дозі 250 мг/кг або суспензію наночастинок ZnO у розчині гліфосату. На 15-й день експерименту в сироватці крові щурів визначали концентрацію цитокінів TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-4, IL-10 методом імуноферментного аналізу.

Результати. Встановлено, що під впливом наночастинок ZnO досліджувані показники не зазнавали достовірних змін. У сироватці крові щурів, яким вводили гліфосат, встановлено достовірне збільшення концентрації прозапальних цитокінів TNF-α, IL-1β, IL-6. Найбільш суттєво цитокіновий профіль змінювався у сироватці крові тварин, які зазнавали поєднаного впливу наночастинок і гліфосату. В цьому випадку концентрація TNF-α, IL-1β та IL-6 була достовірно вищою як порівняно з групою тварин, яким вводили тільки наночастинки, так і з тваринами, яким вводили сам гліфосат. Крім того, сумісне застосування наночастинок і гліфосату призводило до достовірного зниження рівнів IL-4 та IL-10 порівняно з усіма досліджуваними групами.

Висновки. Наночастинки оксиду цинку посилюють здатність хімічного токсиканта гліфосату підвищувати продукцію прозапальних цитокінів.

Біографія автора

М. М. Корда, Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України

д-р. мед. наук, професор, ректор Тернопільського національного медичного університету імені І.Я.Горбачевського МОЗ України

Посилання

Najahi-Missaoui W, Arnold RD, Cummings BS. Safe Nanoparticles: Are We There Yet? Int J Mol Sci. 2020;22(1): 385.

Rasmussen JW, Martinez E, Louka P, Wingett DG. Zinc oxide nanoparticles for selective destruction of tumor cells and potential for drug delivery applications. Expert Opinion on Drug Delivery. 2010;7(9): 1063-77.

Xiong HM. ZnO nanoparticles applied to bioimaging and drug delivery. Advanced Materials. 2013;25(37): 5329-35.

Nédia de Castilhos Ghisi, Natana Raquel Zuanazzi, Thomaz Mansini Carrenho Fabrin, Elton Celton Oliveira. Glyphosate and its toxicology: A scientometric review. Sci Total Environ. 2020;733: 139359.

Rossetti MF, Canesini G, Lorenz V, Milesi MM, Varayoud J, Ramos JG. Epigenetic changes associated with exposure to glyphosate-based herbicides in mammals. Front Endocrinol. 2021;12: 671991.

Abdel-Halim KY, Osman SR. Cytotoxicity and oxidative stress responses of imidacloprid and glyphosate in human prostate epithelial WPM-Y.1 Cell Line. J Toxicol. 2020;2020: 4364650.

de Araújo-Ramos AT, Passoni MT, Romano MA, Romano RM, Martino-Andrade AJ. Controversies on endocrine and reproductive effects of glyphosate and glyphosate-based herbicides: A mini-review. Front Endocrinol. 2021;12: 627210.

Lorenz V, Rossetti MF, Dallegrave E, Milesi MM, Varayoud J. Glyphosate herbicide as endocrine disruptor and probable human carcinogen: Current Knowledge and future direction. Front Endocrinol. 2021;12: 772911.

Howaida N., Atti H., Shalaby M., Arafah M. Oral exposure to zinc oxide nanoparticles induced oxidative damage, inflammation and genotoxicity in rat’s lung. Life Science Journal 2013;10(1): 1969-79.

European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. Council of Europe. Strasbourg; 1986.

Kozhemiakin Yu.M, Khromov OS, Filonenko MA, Saifetdinova HA. Scientific and practical recommendations for keeping laboratory animals and working with them. [Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та роботи з ними] Kyiv: Avitsenna; 2002. Ukrainian.

Kalliolias GD, Ivashkiv LB. TNF biology, pathogenic mechanisms and emerging therapeutic strategies. Nat Rev Rheumatol. 2016;12(1): 49-62.

Peillex C, Pelletier M. The impact and toxicity of glyphosate and glyphosate-based herbicides on health and immunity. J Immunotoxicol. 2020;17(1): 163-74.

Wang X, Lu Q, Guo J, Ares I, Martínez M, Martínez-Larrañaga MR, Wang X, Anadón A, Martínez MA. Oxidative stress and metabolism: A mechanistic insight for glyphosate toxicology. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2022;62: 617-39.

de Freitas-Silva L, Rodríguez-Ruiz M, Houmani H, da Silva LC, Palma JM, Corpas FJ. Glyphosate-induced oxidative stress in Arabidopsis thaliana affecting peroxisomal metabolism and triggers activity in the oxidative phase of the pentose phosphate pathway (OxPPP) involved in NADPH generation. J Plant Physiol. 2017;218: 196-205.