Mycotoxin – induced apoptosis in swine kidney epithelial cells

Abstract

Apoptosis, as the programmed cell death, plays a significant role in proper functioning of an organism, both in the postnatal period and during embryogenesis. Disturbances in this process can lead to the occurrence of several dysfunctions, e.g. cancer, stroke, Alzheimer’s disease and others. Apoptosis can be triggered by factors such as oxidative stress, free radicals, UV radiation and cytotoxic drugs, but also mycotoxins, e.g. aflatoxins, ochratoxin A and trichothecenes. These toxins are produced primarily by fungi of Aspergillus, Penicillium, Fusarium and Stachybotrys genera. The aim of the study was to investigate the effect of mycotoxins on the occurrence of apoptosis in the swine kidney (SK) epithelial cells. For this purpose, trichothecene T2 toxin was used at a concentration of 2.5 μM and 25 μM, aflatoxin B[1] at a dose of 10 μM and 30 μM, and ochratoxin A concentrations of 50 μM and 80 μM. The results were assessed using flow cytometer Muse Cell Analyzer (Merck). Studies have shown high sensitivity of the cell line SK on mycotoxins. Apoptosis was caused by all kinds of toxins and depended on the dose of examined substance. T2 toxin at a concentration of 2.5 μM caused apoptosis in 6.9% of the cells, whereas at a concentration of 25 μM in 26.35% of the cells. Aflatoxin B[1] used at concentrations of 10 μM and 30 μM caused apoptosis in 13.5% and 40.6% of the cells, respectively. The use of ochratoxin A in concentrations of 50 μM and 80 μM caused the occurrence of apoptosis respectively in 68.51% and 60.41% of the cells.

Istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu odgrywa apoptoza jako programowa śmierć komórki, zarówno w okresie poporodowym, jak i podczas embriogenezy. Zaburzenia tego procesu mogą prowadzić do wystąpienia różnych schorzeń, np. raka, udaru mózgu, choroby Alzheimera i innych. Apoptoza może być efektem takich czynników jak: stres oksydacyjny, wolne rodniki, promieniowanie UV, leki cytotoksyczne, w tym również mykotoksyny. Do najczęstszych mykotoksyn należą: aflatoksyny, ochratoksyna A i trichoteceny. Są one produkowane głównie przez grzyby Aspergillus, Penicillium, Fusarium oraz Stachybotrys. Celem pracy było zbadanie wpływu mykotoksyn na występowanie apoptozy w komórkach nabłonkowych nerki świni (SK). W eksperymencie zastosowano toksynę T2 w stężeniu 2,5 μM i 25 μM, aflatoksynę B1 w dawce 10 μM i 30 μM oraz ochratoksynę A w stężeniu 50 μM i 80 μM. Wyniki oceniano za pomocą cytometru przepływowego Muse Cell Analyzer (firmy Merck). Badania wykazały wysoką wrażliwość linii komórkowej SK na mykotoksyny. Apoptoza była wywoływana przez wszystkie rodzaje toksyn i była zależna od dawki badanej substancji. Toksyna T2 w stężeniu 2,5 μM powodowały apoptozę u 6,9% komórek, podczas gdy w stężeniu 25 μM stwierdzono jej obecność u 26,35% komórek. Aflatoksyna B1 stosowane w stężeniach 10 μM i 30 μM powodowały apoptozę komórek odpowiednio u 13,5% i 40,6% komórek. Zastosowanie ochratoksyny A w stężeniu 50 μM i 80 μM powodowało wystąpienie apoptozy u 68,51% oraz 60,41% komórek.