Wpływ biopaliw na częstość występowania mikrojąder w komórkach CHO-9 i A5491

• Autorzy: Skowroń Jolanta , Zapór Lidia , Miranowicz-Dzierżawska Katarzyna

Identyfikatory

DOI

doi.org/10.54215/PiMOSP/2.115.2023

Warianty tytułu

EN

Effect of biofuels on frequency of micronuclei in CHO-9 and A549 cells

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biopaliwa mają wiele zalet, które czynią je atrakcyjnym źródłem energii, jednak ich wpływ na organizm człowieka nie został jeszcze w pełni poznany. W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych różnymi metodami w warunkach in vitro nad działaniem genotoksycznym czterech biopaliw otrzymanych w procesie transestryfikacji tłuszczów odpadowych. Badania uszkodzeń DNA (badanie mikrojąder) powodowanych przez biopaliwa przeprowadzono na komórkach nabłonka płuc pochodzenia nowotworowego (A549) oraz komórkach jajnika chomika chińskiego (CHO-9). Badane biopaliwa powodowały statystycznie istotny wzrost częstości występowania mikrojąder w komórkach CHO-9 (p < 0,05) w zależności od zastosowanych stężeń. Nie powodowały one jednak statystycznie znaczącego wzrostu częstości występowania mikrojąder w komórkach A549. Wyniki przeglądu baz danych (głównie MEDLINE i EMBASE) pozwoliły wskazać cztery główne źródła zagrożeń dla zdrowia ludzkiego, które są związane ze stosowaniem biopaliw: ryzyko zawodowe, zanieczyszczenie wody/gleby, zanieczyszczenie powietrza związane z produkcją i stosowaniem biopaliw oraz wpływ na ceny żywności. Wyniki przedstawionych badań stanowią jedynie etap oceny toksykologicznej biopaliw, których wpływ na komórki zależy od ich składu chemicznego i od rodzaju komórek stosowanych do badań. Biopaliwo II, otrzymywane z tłuszczu zwierzęcego i zawierające największe stężenie estrów metylowych kwasów tłuszczowych, wykazało działanie genotoksyczne (częstość występowania mikrojąder) w komórkach jajnika chomika chińskiego CHO-9. Przedstawione wyniki badań pozwolą producentom i użytkownikom biopaliw zapoznać się z ryzykiem związanym z ich produkcją i stosowaniem. Zakres tematyczny artykułu obejmuje zagadnienia zdrowia oraz bezpieczeństwa i higieny środowiska pracy będące przedmiotem badań z zakresu nauk o zdrowiu i inżynierii środowiska.

EN

Biofuels have a number of advantages that make them an attractive source of energy. However, their effect on the human body has not been fully understood. The article presents the results of studies on the genotoxic effect of four biofuels obtained in the process of transesterification of waste fats with in vitro methods. DNA damage tests (micronucleus test) of biofuels were carried out on the cells of: neoplastic lung epithelium (A549) and Chinese hamster ovary (CHO-9). The tested biofuels caused a statistically significant increase in the frequency of micronuclei in CHO-9 cells (p < 0.05), depending on the concentrations used. However, they did not induce a statistically significant increase in the frequency of micronuclei in A549 cells. The results of the database review (mainly MEDLINE and EMBASE) identified four main sources of human health risks from biofuels: occupational hazards, water / soil contamination, air pollution from biofuel production and use, and the impact on food prices. The results of the presented studies are only a step in the toxicological assessment of biofuels, the effect of which on cells depends on their chemical composition and the type of cells used for the tests. Biofuel II, obtained from animal fat, containing the highest concentration of fatty acid methyl esters showed the strongest genotoxic effect (induced frequency of micronuclei) on CHO-9 Chinese hamster ovary cells. The presented research results could familiarize the producers and users of biofuels with the risks associated with their use. This article discusses the problems of occupational safety and health, which are covered by health sciences and environmental engineering.

Słowa kluczowe

PL

biopaliwa; genotoksyczność; test mikrojądrowy; in vitro; nauki o zdrowiu; inżynieria środowiskowa

EN

biofuels; genotoxicity; micronucleus assay; in vitro; health sciences; environmental engineering

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 1 (115)
• Strony: 27--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Skowroń Jolanta

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy ul. Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa POLAND

• https://orcid.org/0000-0003-4550-5339

autor

Zapór Lidia

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy ul. Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa POLAND

• https://orcid.org/0000-0002-7398-4608

autor

Miranowicz-Dzierżawska Katarzyna

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy ul. Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa POLAND

• https://orcid.org/0000-0003-0013-5047

Bibliografia

• 1. AshaRani P.V., Low Kah Mun G., Hande M.P. i in. (2009). Cytotoxicity and genotoxicity of silver nanoparticles in human cells. ACS Nano 3, 279–290.
• 2. Bolognesi C., Fenech M. (2013). Micronucleus assay in human cells: lymphocytes and buccal cells. Methods Mol. Biol. 1044, 191–207.
• 3. Bünger J., Krahl J., Schröder O. i in. (2012). Potential hazards associated with combustion of bio-derived versus petroleumderived diesel fuel. Crit. Rev. Toxicol. 42(9), 732–750.
• 4. Chou C.C., Riviere J.E., Monteiro-Riviere N.A. (2003). The cytotoxicity of jet fuel aromatic hydrocarbons and dose-related interleukin-8 release from human epidermal keratinocytes. Arch. Toxicol. 77, 384–391.
• 5. Depuydt J., Baeyens A., Barnard S. i in. (2017). RENEB intercomparison exercises analyzing micronuclei (Cytokinesis-block Micronucleus Assay). Int. J. Radiat. Biol. 93(1), 36–47.
• 6. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE (Tekst mający znaczenie dla EOG). Dz. Urz. L 140 z 5.06.2009, s. 16 [Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/ EC. OJ L 140, 5.06.2009, p. 16].
• 7. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych (wersja przekształcona) (Tekst mający znaczenie dla EOG). Dz. Urz. UE L 328/82 z 21.12.2018, s. 82–209 [Directive (EU) 2018/2001 of the European Parliament and of the Council of 11 December 2018 on the promotion of the use of energy from renewable sources OJ L 328, 21.12.2018, p. 82–209].
• 8. Fenech M. (2000). The in vitro micronucleus technique. Mutat. Res. 455(1–2), 81–95. 9.
• 9. Fenech M., Kirsch-Volders M., Natarajan A.T. i in. (2011). Molecular mechanisms of micronucleus, nucleoplasmic bridge and nuclear bud formation in mammalian and human cells. Mutagenesis 26(1), 125–132.
• 10. Frąckowiak P. (2002). Badania procesu estryfikacji oleju rzepakowego na paliwo ciągnikowe w prototypowych wytwórniach o wydajności 400 litrów na dobę [Testing of estrification process of rape oil for tractor fuel in the prototype production plants of 400 dm3 output]. J. Res. Appl. Agr. Eng. 47, 67–73.
• 11. Guarieiro L., Guarieiro A. (2013). Biofuels – Economy, Environment and Sustainability. INTECH, chapter Vehicle Emissions: What Will Change with Use of Biofuel?, 357–386.
• 12. Joshi G., Pandey J.K., Ranab S. i in. (2017). Challenges and opportunities for the application of biofuel. Renew. Sustain. Energy Rev. 79, 850–866.
• 13. Kirsch-Volders M., Bonassi S., Knasmueller S. i in. (2014). Commentary: critical questions, misconceptions and a road map for improving the use of the lymphocyte cytokinesisblock micronucleus assay for in vivo biomonitoring of human exposure to genotoxic chemicals-a HUMN project perspective. Mutat. Res. Rev. Mutat. Res. 759, 49–58.
• 14. Kowalska M., Wegierek-Ciuk A., Brzoska K. i in. (2017). Genotoxic potential of diesel exhaust particles from the combustion of first- and second-generation biodiesel fuels the FuelHealth project. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 24(31), 24223–24234.
• 15. Lankoff A., Brzoska K., Czarnocka J. i in.(2017). A comparative analysis of in vitro toxicity of diesel exhaust particles from combustion of 1st- and 2nd-generation biodiesel fuels in relation to their physicochemical properties-the FuelHealth project. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 24, 19357–19374.
• 16. Lee R. A., Lavoie J.M. (2013). From first- to third-generation biofuels: challenges of producing a commodity from a biomass of increasing complexity. Animal Frontiers 3(2), 6–11.
• 17. Lemos A.O., Oliviera N.C.D., Lemos C.T. (2011). In vitro micronuclei test to evaluate the genotoxicity of surface water under the influence of tanneries. Toxicol. In Vitro 25, 761–766.
• 18. OECD (2014). Guidelines for the Testing of Chemicals – in vitro mammalian cell micronucleus test TG 487.
• 19. Scovronick N., Wilkinson P. (2014). Health impacts of liquid biofuel production and use: a review. Glob. Environ. Change 24, 155–164.
• 20. Skowroń J., Golimowski W. (2015). Produkcja biopaliw – priorytetowy kierunek badań naukowych [Biofuels production – priority trend of research]. Podst. Metod. Ocen. Srod. Pr. 2(84), 5–15.
• 21. Skowroń J., Zapór L., Miranowicz-Dzierżawska K. (2015). Cytotoxicity of biofuels produced by esterification of waste materials: vegetable oils or animal fats on A431 skin cells. Toxicol. Lett. 238(2S), 345, http://dx.doi.org/10.1016/j. toxlet.2015.08.985.
• 22. Skowroń J. (2018). The effect of biofuels on colony formation of CHO-9 cells. Roczn. Ochron. Srod. 20, 1026–1034.
• 23. Thierens H., Vral A., Vandevoorde C. i in. (2014). Is a semiautomated approach indicated in the application of the automated micronucleus assay for triage purposes? Radiat. Prot. Dosimetry 159(1–4), 87–94.
• 24. Ustawa z dnia 25 sierpnia 2006 r. o biokomponentach i biopaliwach ciekłych. T.j. DzU 2022, poz. 403 [Act on biocomponent and liquid biofuels from August 25 2006. Consolidated text: Journal of Laws 2022, item 403].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).