PRACA ORYGINALNA
Wykorzystanie mikropyłkowego testu Amesa MPF™ do oceny mutagenności pyłowych zanieczyszczeń powietrza
1
Zakład Szkodliwości Chemicznych i Toksykologii Genetycznej, Pracownia Toksykologii Genetycznej, Instytut Medycyny Pracy
i Zdrowia Środowiskowego w Sosnowcu. Kierownik Zakładu: dr hab. n. med. A. Sobczak
Dyrektor IMPiZŚ: dr n. med. P.Z. Brewczyński
Autor do korespondencji
Agnieszka Kozłowska
Zakład Szkodliwości Chemicznych i Toksykologii Genetycznej Pracownia Toksykologii Genetycznej Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego ul. Kościelna 13, 41-200 Sosnowiec tel: +48 32 6341194; fax: +48 32 2661124
Zakład Szkodliwości Chemicznych i Toksykologii Genetycznej Pracownia Toksykologii Genetycznej Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego ul. Kościelna 13, 41-200 Sosnowiec tel: +48 32 6341194; fax: +48 32 2661124
Med Srod. 2012;15(3)
SŁOWA KLUCZOWE
STRESZCZENIE
Wstęp:
Teren o wysokim stopniu uprzemysłowienia jakim jest obszar Górnego Śląska, jest szczególnie zanieczyszczony przez pyły zawieszone pochodzenia antropogenicznego i naturalnego, które mogą pośrednio przyczyniać się do pojawiania negatywnych skutków zdrowotnych u ludzi.
Materiał i metody:
Celem pracy było określenie potencjału mutagennego dla ekstraktów pyłowych zanieczyszczeń powietrza, pobranych w sześciu miastach województwa śląskiego. Próbki pyłowych zanieczyszczeń powietrza były pobierane na filtry z włókna szklanego przy użyciu aspiratora o przepływie powietrza wynoszącym ok. 1 m3/min. Ekstrakcję pyłów przeprowadzono przy użyciu chlorku metylenu, a testowane próbki przed analizą rozpuszczono w dimetylosulfotlenku (DMSO). Badania potencjału mutagennego przeprowadzono mikropłytkowym testem Amesa MPFTM z wykorzystaniem zmodyfikowanych szczepów testowych Salmonella typhimurium TA98 i TA100.
Wyniki:
W mikropłytkowym teście Amesa MPFTM zaobserwowano zależność liniową dawka – odpowiedź dla szczepu TA98 w obu wariantach aktywacji metabolicznej (±S9) szczepu TA100 w wariancie +S9. Odpowiedź dla szczepu TA98 w obu wariantach aktywacji metabolicznej (±S9) 100% badanych próbek wykazało wartości aktywności mutagennej > 2, co wskazuje na silnie właściwości mutagenne ekstraktów pyłów. W próbkach badanych przy użyciu szczepu TA100 - S9 – w wariancie bez aktywacji metabolicznej zaobserwowano brak aktywności mutagennej <1. Natomiast przeprowadzenie testu w obecności frakcji mikrosomalnej (+S9) wykazało odpowiedź ze strony szczepu TA100 w postaci aktywności mutagennej w zakresie od AM=1,16±0,15 do AM=9,67±1,02 w zależności od lokalizacji miejscowości.
Wnioski:
Przeprowadzone badania wykazały, iż mikropłytkowy test Amesa MPFTM jest szybką i kompleksową metodą do określenia właściwości mutagennych substancji zanieczyszczających powietrze, a mających szkodliwy wpływ na organizmy żywe. Zastosowanie testu Amesa w formacie mikropłytkowym w połączeniu z badaniami chemicznymi może przyczynić się do określenia wartości lub poziomu wskaźników narażenia środowiskowego oraz umożliwiać rzeczywistą ocenę narażenia populacji na czynniki mutagenne, toksyczne i cytotoksyczne, co z kolei może się przyczynić do bardziej precyzyjnej oceny ryzyka zdrowotnego.
Teren o wysokim stopniu uprzemysłowienia jakim jest obszar Górnego Śląska, jest szczególnie zanieczyszczony przez pyły zawieszone pochodzenia antropogenicznego i naturalnego, które mogą pośrednio przyczyniać się do pojawiania negatywnych skutków zdrowotnych u ludzi.
Materiał i metody:
Celem pracy było określenie potencjału mutagennego dla ekstraktów pyłowych zanieczyszczeń powietrza, pobranych w sześciu miastach województwa śląskiego. Próbki pyłowych zanieczyszczeń powietrza były pobierane na filtry z włókna szklanego przy użyciu aspiratora o przepływie powietrza wynoszącym ok. 1 m3/min. Ekstrakcję pyłów przeprowadzono przy użyciu chlorku metylenu, a testowane próbki przed analizą rozpuszczono w dimetylosulfotlenku (DMSO). Badania potencjału mutagennego przeprowadzono mikropłytkowym testem Amesa MPFTM z wykorzystaniem zmodyfikowanych szczepów testowych Salmonella typhimurium TA98 i TA100.
Wyniki:
W mikropłytkowym teście Amesa MPFTM zaobserwowano zależność liniową dawka – odpowiedź dla szczepu TA98 w obu wariantach aktywacji metabolicznej (±S9) szczepu TA100 w wariancie +S9. Odpowiedź dla szczepu TA98 w obu wariantach aktywacji metabolicznej (±S9) 100% badanych próbek wykazało wartości aktywności mutagennej > 2, co wskazuje na silnie właściwości mutagenne ekstraktów pyłów. W próbkach badanych przy użyciu szczepu TA100 - S9 – w wariancie bez aktywacji metabolicznej zaobserwowano brak aktywności mutagennej <1. Natomiast przeprowadzenie testu w obecności frakcji mikrosomalnej (+S9) wykazało odpowiedź ze strony szczepu TA100 w postaci aktywności mutagennej w zakresie od AM=1,16±0,15 do AM=9,67±1,02 w zależności od lokalizacji miejscowości.
Wnioski:
Przeprowadzone badania wykazały, iż mikropłytkowy test Amesa MPFTM jest szybką i kompleksową metodą do określenia właściwości mutagennych substancji zanieczyszczających powietrze, a mających szkodliwy wpływ na organizmy żywe. Zastosowanie testu Amesa w formacie mikropłytkowym w połączeniu z badaniami chemicznymi może przyczynić się do określenia wartości lub poziomu wskaźników narażenia środowiskowego oraz umożliwiać rzeczywistą ocenę narażenia populacji na czynniki mutagenne, toksyczne i cytotoksyczne, co z kolei może się przyczynić do bardziej precyzyjnej oceny ryzyka zdrowotnego.
Background:
Highly industrialized Upper Silesia Region is particularly polluted by both anthropogenic and natural airborne particulate matters, which may lead to negative health effects in human.
Material and Methods:
The aim of the study was to assess the mutagenic properties of dust extracts which were collected in six cities in the Silesian Voivodeship. Dust samples were collected on glass fiber filters by the aspirator with air flow ca. 1 m3/min. Extraction of pollution was carried out using dichlorometane. The extracted samples were dissolved in dimethylsulfoxide (DMSO). The mutagenic properties were assessed using microplate Ames assay MPFTM with the use of bacteria Salmonella typhimurium strain TA98 and TA100.
Results:
In microplate Ames assay MPFTM there was observed a linear dose-response relationship in both metabolic variants of TA98 strain. Similar relationship was observed for TA100 strain with metabolic activation (+S9). Mutagenic activity (AM) of 100% extracts for TA98 strain in both metabolic variants (±S9) exceeded 2, what indicate highly mutagenic effects of dust extracts. There was no mutagenic activity observed in the assay with TA100 (-S9), AM <1. In the variant with exogenous metabolic activation (±S9) in TA100 strain AM values ranged from AM=1,16±0,15 to AM=9,67±1,02. Mutagenic activity varied between different cities.
Conclusions:
The study demonstrated that microplate Ames assay MPFTM is fast and complex method of assessing the mutagenic properties of dust pollution, which exert toxic effect on organisms. The use of microplate Ames assay MPFTM together with chemical analyses of air dust pollution may evaluate the level of exposure in the environment and enable to perform health risk assessment in populations exposed to mutagenic, toxic and cytotoxic substances.
Highly industrialized Upper Silesia Region is particularly polluted by both anthropogenic and natural airborne particulate matters, which may lead to negative health effects in human.
Material and Methods:
The aim of the study was to assess the mutagenic properties of dust extracts which were collected in six cities in the Silesian Voivodeship. Dust samples were collected on glass fiber filters by the aspirator with air flow ca. 1 m3/min. Extraction of pollution was carried out using dichlorometane. The extracted samples were dissolved in dimethylsulfoxide (DMSO). The mutagenic properties were assessed using microplate Ames assay MPFTM with the use of bacteria Salmonella typhimurium strain TA98 and TA100.
Results:
In microplate Ames assay MPFTM there was observed a linear dose-response relationship in both metabolic variants of TA98 strain. Similar relationship was observed for TA100 strain with metabolic activation (+S9). Mutagenic activity (AM) of 100% extracts for TA98 strain in both metabolic variants (±S9) exceeded 2, what indicate highly mutagenic effects of dust extracts. There was no mutagenic activity observed in the assay with TA100 (-S9), AM <1. In the variant with exogenous metabolic activation (±S9) in TA100 strain AM values ranged from AM=1,16±0,15 to AM=9,67±1,02. Mutagenic activity varied between different cities.
Conclusions:
The study demonstrated that microplate Ames assay MPFTM is fast and complex method of assessing the mutagenic properties of dust pollution, which exert toxic effect on organisms. The use of microplate Ames assay MPFTM together with chemical analyses of air dust pollution may evaluate the level of exposure in the environment and enable to perform health risk assessment in populations exposed to mutagenic, toxic and cytotoxic substances.
FINANSOWANIE
Praca zrealizowana w ramach działalności statutowej
(numer tematu ZTG-4) Instytutu Medycyny Pracy
i Zdrowia Środowiskowego
REFERENCJE (22)
1.
Kozłowska A., Pawlas N., Zaciera M., Kapka-Skrzypczak L., Jasiński R.: Zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych a mutagenne właściwości pyłowych zanieczyszczeń powietrza na obszarze województwa śląskiego. Medycyna Środowiskowa, 14:3, 28-38, Sosnowiec 2011.
2.
Kozłowska A., Olewińska E., Kowalska-Pawlak A., Pawlas N.: Obecność zanieczyszczeń mutagennych i cytotoksycznych we frakcjach PM10 i PM2,5 aerozolu atmosferycznego na terenie miasta Sosnowca. Medycyna Środowiskowa, 14:4, 21-33, Sosnowiec 2011.
3.
Piekarska K., Zaciera M., Czarny A., Zaczyńska E.: Właściwości mutagenne i cytotoksyczne ekstraktów pyłu zawieszonego pobranego na terenie Wrocławia. Cytowane w pracy zbiorowej pod redakcją Barbary Kołwzan i Kazimierza Grabasa: Ekotoksykologia w ochronie środowiska. PZITS, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 303-312, Wrocław 2008.
4.
Traczewska T.M.: Biologiczne metody oceny skażenia środowiska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011.
5.
Kapka L., Zemła B.F., Kozłowska A., Olewińska E., Pawlas N.: Jakość powietrza atmosferycznego a zapadalność na nowotwory płuc w wybranych miejscowościach i powiatach województwa śląskiego. PZH, Przegląd Epidemiologiczny, 63, 3: 437-442, Warszawa 2009.
6.
Jadczyk P.: Mutagenność pyłowych zanieczyszczeń powietrza w środowisku miejskim. Rozprawa doktorska. Politechnika Wrocławska, Wrocław 2000.
7.
Kołwzan B., Pawlaczyk-Szpilowa M., Adamiak W.: Bioindykacja zanieczyszczeń mutagennych i rakotwórczych w próbach środowiskowych. Cytowane w pracy zbiorowej pod redakcją Jerzego Zwoździaka: Człowiek, środowisko, zagrożenie. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 165- 181, Wrocław 2002.
8.
Piekarska K.: Modyfikacja testu Salmonella do oceny mutagenności pyłowych zanieczyszczeń powietrza. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Monografia 52: 16-179, Wrocław 2008.
9.
Kapka L., Pawlas N., Olewińska E., Kozłowska A., Górny R.L.: Analiza właściwości cytotoksycznych pyłów zawieszonych pobranych w wybranych miejscowościach województwa śląskiego badanych z wykorzystaniem linii makrofagów mysich RAW264.7. Medycyna Środowiskowa, 11, 1: 19-26, Sosnowiec 2008.
10.
Sadowska A., Obidowska G., Rumowska M.: Ekotoksykologia. Toksyczne czynniki środowiskowe i metody ich wykrywania. Wydawnictwo SGGW, 43-112, Warszawa 2000.
12.
Umbuzeiro G., Rech C.M., Correia S., Bergamasco A.M., Cardenatte G.H.L., Flückiger-Isler S., Kamber M.: Camparison of the Salmonella/Microsome microsuspension assay with the new microplate fluctuation protocol for testing the mutagenicity of environmental samples. Environmental and Molecular Mutagenesis, 51, 31-38, 2010.
13.
Kozłowska A., Kapka L., Jasiński R.: Analiza efektu mutagennego przechowywanych ekstraktów pyłowych zanieczyszczeń powietrza w wybranych miastach województwa śląskiego. Medycyna Środowiskowa, 10, 2: 68-75, Sosnowiec 2007.
14.
Mielżyńska D., Siwińska., Kapka L.: Efekt mutagenny pyłów zawieszonych jako wskaźnik jakości powietrza. Wydawnictwo IMPiZŚ, Sosnowiec 2002.
15.
Kapka L., Mielżyńska D., Siwińska E.: Ocena sezonowej i przestrzennej zmienności stężeń PM10 oraz wybranych WWA w powietrzu atmosferycznym województwa śląskiego. Medycyna Środowiskowa, 7, 1, 25-31, Sosnowiec 2004.
16.
Maron D.M., Ames B.N.: Revised methods for the Salmonella mutagenicity test. Mutation Research, 113: 173-215, 1983.
17.
Mertelmans K., Zeiger E.: The Ames Salmonella/microsome mutagenicity test. Mutation Research 455, 29-60, 2000.
18.
Claxton L.D., Matthews P.P., Warren S.H.: The genotoxicity of ambient outdoor air, a review: Salmonella mutagenicity. Mutation Research, 567: 347-399, 2004.
19.
Traversi D., Degan R., De Marco R., Gilli G., Pignata C., Villani S., Bono R.: Mutagenic properties of PM2.5 urban pollutionin the Northern Italy:The nitro-compounds contribution. Environment International, 35: 905-910, 2009.
20.
Abou Chakara O.R., Joyeux M., Nerrie’re E., Strub M.P., Zmirou-Navier D.: Genotoxicity of organic extracts of urban airborne particulate matter: An assessment within a personal exposure study. Chemosphere, 66, 1375–1381, 2007.
21.
Flückiger-Isler S., Baumeister M., Braun K., Gervais V., Hasler-Nguyen N., Reimann R., Van Gompel J., Wunderlich H.G., Engelhardt G.: Assessment of the performance of the Ames IITM assay: A collaborative study with 19 coded compounds. Mutation Research 558, 181-197, 2004.
22.
Flückiger-Isler S., Kamber M.: The Ames MPF 98/100 Assay: Novel mutagenicity testing in liquid microplate format using S. typhimurium TA98 and TA100. European Environmental Mutagen Society, 36th Annual Meeting, Prague, 2006.
Udostępnij
ARTYKUŁ POWIĄZANY
| eISSN: | 2084-6312 |
| ISSN: | 1505-7054 |
Przetwarzamy dane osobowe zbierane podczas odwiedzania serwisu. Realizacja funkcji pozyskiwania informacji o użytkownikach i ich zachowaniu odbywa się poprzez dobrowolnie wprowadzone w formularzach informacje oraz zapisywanie w urządzeniach końcowych plików cookies (tzw. ciasteczka). Dane, w tym pliki cookies, wykorzystywane są w celu realizacji usług, zapewnienia wygodnego korzystania ze strony oraz w celu monitorowania ruchu zgodnie z Polityką prywatności. Dane są także zbierane i przetwarzane przez narzędzie Google Analytics (więcej).
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
