Investigarea toxicității înlocuitorilor comuni de bisfenol din ambalajele alimentare

Utilizarea pe scară largă a bisfenolului A (BPA) în produse de consum a condus la o expunere semnificativă a populației umane, iar efectele sale negative asupra sănătății reproductive, neurodezvoltării și metabolismului sunt bine documentate. Restricțiile internaționale asupra BPA au determinat tranziția către alternative precum bisfenolul S (BPS), TGSA, D-8, PF-201 și DBSP, utilizate ca dezvoltatori de culoare în hârtia termică și ambalajele alimentare. Totuși, datele privind siguranța acestor substituenți rămân limitate.
Studiul publicat în jurnalul Toxicological Sciences a evaluat efectele toxice și transcriptomice ale BPS și ale dezvoltatorilor de culoare alternativi asupra celulelor granuloase umane KGN, un model validat pentru analiza efectelor endocrine. Prin imagistică celulară de înalt conținut și secvențiere ARN, cercetătorii au investigat impactul acestor substanțe asupra viabilității celulare, mitocondriilor, stresului oxidativ, lizozomilor, acumulării de lipide și expresiei genice.

Metodologie

• Celulele KGN au fost expuse timp de 48 de ore la concentrații de 0.001–100 µM din fiecare compus.
• Imagistica a fost realizată cu sistemul Operetta, folosind markeri fluorescenți pentru diverse structuri celulare.
• Transcriptomul a fost analizat prin RNA-Seq la 30 µM pentru TGSA, D-8 și PF-201, concentrație considerată non-citotoxică.
• Analizele statistice și de căi canonice au fost realizate cu instrumente precum PROAST, GraphPad Prism și Ingenuity Pathway Analysis.

Rezultate

Citotoxicitate

TGSA a fost cel mai toxic compus, urmat de D-8, DBSP și PF-201. BPS nu a indus citotoxicitate la nicio concentrație testată. Analizele BMC10 au confirmat acest clasament al toxicității, cu valori de 52 µM pentru TGSA și 95 µM pentru PF-201.

Picături lipidice

TGSA, D-8 și PF-201 au cauzat o creștere semnificativă a numărului și suprafeței picăturilor lipidice, fără creșterea dimensiunii medii, indicând acumulare numerică. BPS și DBSP nu au modificat acest parametru.

Lizozomi, mitocondrii și stres oxidativ

Majoritatea substanțelor nu au afectat numărul lizozomilor sau nivelul de stres oxidativ. Unele scăderi minore ale activității mitocondriale au fost observate la doze mici de BPS, TGSA și D-8, dar fără modificări sistemice semnificative.

Transcriptomică

TGSA și D-8 au avut un impact profund asupra expresiei genice, cu peste 2.400 de gene diferențial exprimate. PF-201 a afectat doar 6 transcripți. Genele afectate de TGSA și D-8 au fost în mare parte diferite, dar au existat și suprapuneri. Printre genele comune: NUAK2, SIPA1L2, PLEKHA7.

Analiza căilor semnalizatoare

• TGSA a activat căi legate de matricea extracelulară, adeziune celulară și contracția musculară netedă.
• D-8 a inhibat căi asociate cu repararea ADN, ciclul celular și replicarea ADN.
• Căile comune au inclus reglarea checkpoint-urilor ciclului celular și activarea genelor de chaperone de către XBP1(S).

Interpretare și implicații

TGSA pare să afecteze celulele granuloase prin alterarea semnalizării extracelulare și a interacțiunilor celulă-matrice, posibil declanșând acumularea de lipide ca răspuns la stres celular. D-8 acționează prin inhibarea progresiei ciclului celular și a mecanismelor de replicare și reparare ADN, ceea ce ar putea contribui la citotoxicitate și acumularea de lipide prin mecanisme indirecte.

PF-201 a fost cel mai puțin activ transcriptomic, deși a indus creșteri ale picăturilor lipidice. Expresia scăzută a genei CYP2S1, implicată în metabolizarea prostaglandinelor, ar putea explica acumularea lipidelor.

Concluzii

Studiul demonstrează că dezvoltatorii de culoare alternativi BPS pot avea efecte adverse semnificative asupra celulelor granuloase umane. TGSA și D-8 sunt deosebit de toxici, inducând atât modificări fenotipice, cât și transcriptomice profunde. PF-201 și DBSP au efecte mai reduse, dar nu neglijabile.

Aceste rezultate subliniază necesitatea unor evaluări toxicologice extinse înainte de adoptarea pe scară largă a acestor substituenți ai BPA. Studiile viitoare ar trebui să includă analize asupra metabolismului lipidic, steroidogeneză, efecte asupra fertilității și evaluări in vivo.