Obiekt
Tytuł: Ocena aktywacji komórek mikrogleju w wyniku narażenia na benzofenon-3 : badania in vivo oraz in vitro
Abstrakt:
Narażenie człowieka na szkodliwe działanie promieniowania ultrafioletowego wiąże się z koniecznością stosowania odpowiedniej ochrony przeciwsłonecznej, głównie w postaci preparatów kosmetycznych zawierających filtry UV. Niestety, oprócz działania protekcyjnego, niektóre z tych związków są wchłaniane przez skórę i w konsekwencji wywierają ogólnoustrojowe działania niepożądane. Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszej pracy doktorskiej jest jeden z najpowszechniej stosowanych na całym świecie filtrów chemicznych – 2-hydroksy-4-metoksybenzofenon, zwany benzofenonem-3 czy oksybenzonem, który ze względu na swoje fotoprotekcyjne właściwości znalazł zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w tym w preparatach przeciwsłonecznych. Pomimo, iż benzofenon-3 ma udowodnione działanie zaburzające funkcje układu endokrynnego, jest on wciąż szeroko rozpowszechniony, co ma swoje odzwierciedlenie w wysokim stopniu narażenia człowieka na działanie tej substancji, gdyż jak wskazują badania może ono dotyczyć niemal całego społeczeństwa. Benzofenon-3 jest związkiem o charakterze lipofilnym, w wyniku czego może ulegać akumulacji w tkance tłuszczowej oraz narządach wewnętrznych. Badania prowadzone na szczurach wykazały, że benzofenon-3 przenika przez barierę krew-mózg, a ponadto związek ten został wykryty w tkance istoty białej mózgu ludzi w badaniach post mortem. Niestety, na szkodliwy wpływ be ; nzofenonu-3 są narażone nie tylko osoby dorosłe. Obecność benzofenonu-3 stwierdzono w tkance łożyska, płynie owodniowym, krwi pępowinowej czy płodowej oraz w mleku matki, co wskazuje, że ekspozycja na benzofenon-3 może odbywać się już w okresie prenatalnym, jak i noworodkowym, czyli w okresach, kiedy komórki, przede wszystkim nerwowe, są najbardziej wrażliwe na uszkodzenia. Badania wskazują, iż prenatalna ekspozycja na benzofonon-3 może wiązać się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia choroby Hirschprunga u noworodków, objawiającej się deficytem unerwienia jelit. Dotychczasowe badania in vitro oraz in vivo dotyczące wpływu benzofenonu-3 na ośrodkowy układ nerwowy, wskazują, że związek ten może wywierać działanie neurotoksyczne na komórki nerwowe, indukować proces apoptozy, jak również zaburzać szlaki wewnątrzkomórkowego przekazu sygnału. Jednak dokładne mechanizmy działania benzofenonu-3 nie zostały poznane, szczególnie brak jest badań określających wpływ tego związku na immunoaktywację w ośrodkowym układzie nerwowym. Jednym z istotnych mechanizmów neurotoksycznego działania ksenobiotyków jest aktywacja i polaryzacja komórek mikrogleju, które poprzez wydzielanie cytokin prozapalnych uszkadzają komórki nerwowe, w konsekwencji prowadząc do zaburzenia ich funkcji lub śmierci. Biorąc pod uwagę, iż dotychczas nie oceniano wpływu benzofenonu-3 na funkcje komórek mikrogleju i znaczenia ; ich aktywacji w uszkodzeniu komórek nerwowych, celem mojej pracy doktorskiej było określenie w badaniach in vivo oraz in vitro, czy ten związek wykazuje zdolność do aktywacji komórek mikrogleju prowadzącej do ich polaryzacji w kierunku pro- lub przeciwzapalnym. Głównym celem badań in vivo była ocena wybranych markerów mikrogleju M1 (o działaniu prozapalnym) i M2 (o działaniu przeciwzapalnym) oraz czynników transkrypcyjnych regulujących jego aktywację po ekspozycji w okresie prenatalnym oraz w okresie życia dorosłego samców szczura szczepu Sprague-Dawley na benzofenon-3. Ponadto celem pracy była ocena markerów stresu oksydacyjnego w strukturach mózgu najbardziej wrażliwych na uszkodzenia, czyli hipokampie oraz korze czołowej, jak również sprawdzenie, czy benzofenon-3 może indukować inne niż apoptoza typy śmierci komórkowej. Z kolei badania in vitro prowadzone w hodowlach pierwotnych komórek mikrogleju izolowanych z osesków szczura miały na celu określenie charakterystyki fenotypowej i czynnościowej (profil uwalnianych cytokin) mikrogleju po ekspozycji na benzofenon-3, jak również oceny wpływu badanego związku na żywotność tych komórek. Ponadto celem badań in vitro było określenie czy uprzednie poddanie komórek inkubacji z benzofenonem-3 może uwrażliwiać komórki mikrogleju, prowadząc do ich późniejszej zwiększonej aktywacji po stymulacji za pomocą lipopolisacharydu. Przeprowadzon ; e badania po raz pierwszy wykazały, iż ekspozycja na benzofenon-3 prowadzi do aktywacji oraz polaryzacji mikrogleju. Zarówno w badaniach in vivo, jak i in vitro, wykazaliśmy istotne zmniejszenie ekspresji markera fenotypu M2 mikrogleju o funkcji przeciwzapalnej, co może wskazywać na osłabienie przez benzofenon-3 działania protekcyjnego mikrogleju i w efekcie promowanie polaryzacji mikrogleju w kierunku mikrogleju M1 o działaniu prozapalnym. Polaryzacji mikrogleju w kierunku fenotypu M1 obserwowanej w korze czołowej towarzyszył wzrost poziomu NF-κB – głównego czynnika transkrypcyjnego odpowiedzialnego za aktywację układu odpornościowego oraz zwiększony poziom aktywnej formy kaspazy-1, enzymu aktywującego cytokiny prozapalne. W hipokampie, mimo obniżenia poziomu markera fenotypu M2 mikrogleju, nie stwierdziliśmy ani zmian w poziomie NF-κB i kaspazy-1, ani podniesionego stosunku białek CD86/CD206, co może wynikać z podwyższonego poziomu receptora glukokortykoidowego, czynnika transkrypcyjnego hamującego immunoaktywację, głównie poprzez interakcję z czynnikiem NF-κB, w tej strukturze. Wykazane różnice między badanymi strukturami mózgu są zgodne z wcześniejszymi wynikami wskazującymi, że benzofenon-3 indukuje apoptozę głównie w korze czołowej, a nie w hipokampie. Również w warunkach in vitro (w hodowli pierwotnej komórek mikrogleju) zarówno metodą barwienia fluorescencyjnego, jak i ; z zastosowaniem metody cytometrii przepływowej wykazano promowanie przez benzofenon-3 polaryzacji mikrogleju w kierunku mikrogleju M1 o działaniu prozapalnym. Co istotne, benzofenon-3 wykazał także zdolność do nasilania indukowanych przez lipopolisacharyd zmian zarówno w fenotypie komórek mikrogleju, jak i cytokinach prozapalnych, takich jak IL-1α, IL-1β czy TNFα uwalnianych przez te komórki. Uzyskane wyniki badań dostarczają istotnych danych dotyczących niekorzystnego działania benzofenonu-3 na ośrodkowy układ nerwowy, a także przedstawiają możliwe powiązania pomiędzy wpływem benzofenonu-3 na komórki mikrogleju oraz indukcją stresu oksydacyjnego i zwiększaniem przez ten związek zewnątrzkomórkowego stężenia glutaminianu. Mając na uwadze szerokie rozpowszechnienie benzofenonu-3 w przemyśle oraz znaczne zanieczyszczenie nim środowiska, narażenie ludzi na ten związek i potencjalne skutki uboczne jego działania są tematem wciąż aktualnym. Nasze badania wykazały, że narażenie na benzofenon-3 prowadzi do aktywacji mikrogleju, która predysponuje do rozwoju stanu zapalnego w ośrodkowym układzie nerwowym i może odgrywać istotną rolę w rozwoju chorób neurodegeneracyjnych.
Miejsce wydania:
Stopień studiów:
Instytucja nadająca tytuł:
Rada Dyscypliny Nauki farmaceutyczne
Promotor:
Budziszewska, Bogusława ; Pomierny, Bartosz
Data wydania:
Identyfikator:
Sygnatura:
Język:
Prawa dostępu:
Kolekcje, do których przypisany jest obiekt:
Data ostatniej modyfikacji:
21 lut 2025
Data dodania obiektu:
21 lut 2025
Liczba wyświetleń treści obiektu:
0
Liczba wyświetleń treści obiektu w formacie PDF
0
Wszystkie dostępne wersje tego obiektu:
http://dl.cm-uj.krakow.pl:8080/publication/5212
Wyświetl opis w formacie RDF:
Wyświetl opis w formacie OAI-PMH:
| Nazwa wydania | Data |
|---|---|
| ZB142192 | 21 lut 2025 |
Obiekty
Podobne
Maciejewska, Alicja
Maryńczak, Laura
Żmudzka, Elżbieta
Krzyściak, Wirginia
Porębska, Karolina
Góralska, Joanna
