Потенціювання негативного ефекту гербіциду гліфосату на цитокіновий профіль наночастинками оксиду цинку
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
наночастинки; оксид цинку; гліфосат; цитокіни
https://doi.org/10.11603/bmbr.2706-6290.2023.1.13444[1] Najahi-Missaoui W. Safe Nanoparticles: Are We There Yet? / W. Najahi-Missaoui, R. D. Arnold, B. S. Cummings // Int. J. Mol. Sci. – 2020. – Vol. 22 (1). – P. 385.
[2] Zinc oxide nanoparticles for selective destruction of tumor cells and potential for drug delivery applications / J. W. Rasmussen, E. Martinez, P. Louka, D. G. Wingett // Expert Opinion on Drug Delivery. – 2010. – Vol. 7 (9). – P. 1063–1077.
[3] Xiong H.M. ZnO nanoparticles applied to bioimaging and drug delivery / H. M. Xiong // Advanced Materials. – 2013. – Vol. 25 (37). – P. 5329–5335.
[4] Glyphosate and its toxicology: A scientometric review / N. de Castilhos Ghisi, N. R. Zuanazzi, T. M. C. Fabrin, E. C.Oliveira // Sci. Total Environ. – 2020. – Vol. 733. – Article ID 139359
[5] Epigenetic changes associated with exposure to glyphosate-based herbicides in mammals / M. F. Rossetti, G. Canesini, V. Lorenz [et al.] // Front Endocrinol. – 2021. – Vol. 12. – Article ID 671991.
[6] Abdel-Halim K. Y. Cytotoxicity and oxidative stress responses of imidacloprid and glyphosate in human prostate epithelial WPM-Y.1 cell line / K. Y. Abdel-Halim, S. R. Osman // J. Toxicol. – 2020. – Vol. 2020. – Article ID 4364650.
[7] Controversies on endocrine and reproductive effects of glyphosate and glyphosate-based herbicides: A mini-review / A. T. de Araújo-Ramos, M. T. Passoni, M. A. Romano [et al.] // Front Endocrinol. – 2021. – Vol. 12. – Article ID 627210.
[8] Glyphosate herbicide as endocrine disruptor and probable human carcinogen: Current knowledge and future direction / V. Lorenz, M. F. Rossetti, E. Dallegrave [et al.] // Front. Endocrinol. – 2021. – Vol. 12. – Article ID 772911.
[9] Oral exposure to zinc oxide nanoparticles induced oxidative damage, inflammation and genotoxicity in rat’s lung / N. Howaida, H. Atti, M. Shalaby, M. Arafah // Life Science Journal. – 2013. – Vol. 10 (1). – P. 1969–1979.
[10] European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. – Council of Europe. Strasbourg. – 1986. – No. 123. – 52 p.
[11] Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та роботи з ними / Ю. М. Кожем’якін, О. С. Хромов, М. А. Філоненко, Г. А. Сайфетдінова. – К. : Авіцена, 2002. – 156 с.
[12] Kalliolias G. D. TNF biology, pathogenic mechanisms and emerging therapeutic strategies / G. D. Kalliolias, L. B. Ivashkiv // Nat. Rev. Rheumatol. – 2016. – Vol. 12 (1). – P. 49–62.
[13] Peillex C. The impact and toxicity of glyphosate and glyphosate-based herbicides on health and immunity / C. Peillex, M. Pelletier // J Immunotoxicol. – 2020. – Vol. 17 (1). – P. 163–174.
[14] Oxidative stress and metabolism: A mechanistic insight for glyphosate toxicology / X. Wang, Q. Lu, J. Guo [et al.] // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. – 2022. – Vol. 62. – P. 617–639.
[15] 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 / L. de Freitas-Silva, M. Rodríguez-Ruiz, H. Houmani [et al.] // J. Plant Physiol. – 2017. – Vol. 218. – P. 196–205.