Fogamzásgátló hatóanyagmaradványok által kiváltott szomatikus és molekuláris változások gerinctelen és gerinces vízi tesztállatokon

Abstract

A folyók és tavak különböző szteroid típusú gyógyszermaradványokkal, pl. progesztogénekkel történő szennyezettsége általános probléma világszerte. Habár az elmúlt években számos tanulmány foglalkozott az egyes progesztogének vízi állatokon kifejtett hatásával, csak néhány tanulmány mutatott be valós környezeti expozíciós modellt, reprezentatív környezeti szennyezettségi koncentrációt és hormon keveréket alkalmazva. Kísérleteinkhez a bodorkát és a nagy mocsári csigát választottuk gerinctelen és gerinces tesztállatként. Progesztogén keveréket alkalmazó vizsgálati felépítést követtünk annak megértése érdekében, hogy hogyan reagálnak ezek a nem-célszervezetek az ilyen, környezetben is előforduló szituációra hosszabb távon. Kísérleteinkben a gerinctelen és a gerinces vízi állatok egyaránt érzékenynek bizonyultak a progesztogén szennyezésre. Csigában megfigyeltük a reproduktív rendszer károsodását: központi idegrendszeri szinten a GnRH immunpozitivitás csökkenését egyes területeken, perifériás szinten a spermium szám jelentős csökkenését, azonban a lerakott petesejtek számának emelkedését kaptuk eredményül. A kezelt szülők utódai a korai fejlődési stádiumban olyan, a kontroll csoporttól eltérő, metabolikus paraméterekkel rendelkeztek, amelyek a szénhidrát anyagcserét érintették, valamint változott a sejtosztódás sebessége is. A progesztogén kezelés bodorkában is változást okozott mind a szomatikus, mind a molekuláris paraméterekben. Ez esetben azt tapasztaltuk, hogy az egyes testtömeg indexek (máj, gonád és vese esetében) szignifikánsan változtak a kontroll csoporthoz képest. Molekuláris szinten a kezelt állatok szérum koleszterin és LDL-koleszterin értékei, valamint számos, különböző biológiai funkciót ellátó fehérje (mint pl. a PON3, Phospho-p38a, SIRT2, SOD2, HIF-1 alpha, HIF-2alpha, p27 and NFҠB1, FABP-1) jelentős változást mutatott. Mindezek arra utalnak, hogy a progesztogén terhelés stresszként hatott az állatokra és a módosult anyagcseréhez igyekezett alkalmazkodni a szervezet. Megvizsgáltuk a VTG, a nőstényekben az ösztrogén szennyezés kimutatására általánosan alkalmazott biomarker használhatóságát progesztogén szennyezésben. Azt találtuk, hogy csigában már az átlagos környezeti koncentráció is jelentős változást eredményezett a VTG-szerű fehérjék expressziójában, de a bodorkában csak magasabb kezelési koncentráció okozott változást a VTG szintben. Alternatívaként megvizsgáltuk a DJ-1 fehérje, mint egy nemtől független, környezeti változásokra érzékeny molekula alkalmazhatóságát progesztogén szennyezés kimutatására, alapozva a DJ-1 és a progesztogének közös molekuláris célpontjaira. A gerinctelen állatban ez a fehérje alkalmasnak bizonyult a szennyezés korai jelzésére, de krónikus kezelésben már nem tapasztaltunk jelentős eltérést a DJ-1 szintjében. A gerinces tesztállatban azonban potenciális jelzőmolekulának találtuk a krónikus progesztogén terhelésre, ugyanis a DJ-1 fehérje szintje, a VTG-nel ellentétben, már az átlagos környezeti progesztogén koncentrációban is jelentősen változott. Vizsgálatink megerősítik, hogy az alacsony koncentrációjú progesztogén keverék is egy valós biológiai kockázatot jelent Közép-Európa legnagyobb sekélyvizű tavának vízgyűjtő területén jelenleg és a jövőben is. Mind a gerinctelen, mind a gerinces tesztállatokban megfigyelt eredményeink között számos olyan végpont található, amely felhasználható egy további toxikológiai interakciós (koncentráció addíciós) kísérlethez, amivel meghatározható lenne, hogy az egyes progesztogének eltérő koncentrációban vegyítve milyen hatással vannak egymásra. Ezáltal megbecsülhető lenne, hogy a környezeti szennyezésben bekövetkező változások (fogamzásgátló felhasználási trendek változása, szennyvízkezelési eljárások átalakulása) milyen változásokat okozhatnak a vízi nem-célszervezetekben.