Оценка цитотоксичности метаболитов типичных триазоловых пестицидов в организме растений

Сельскохозяйственные культуры, произрастающие на сельскохозяйственных угодьях, могут подвергаться воздействию различных органических загрязнителей, возникающих в результате антропогенной деятельности ^1,2. Загрязняющие вещества могут поглощаться растениями, создавая дальнейшую угрозу для экосистемы и здоровья человека через пищевые цепи ^3,4. Ксенобиотики в растениях, вероятно, претерпевают ряд биотрансформаций, таких как метаболизм фазы I и^II5, генерируя ряд метаболитов. Согласно концепции зеленой печени у растений, метаболизм растений может снизить токсичность ксенобиотиков ^6,7. Тем не менее, было выявлено, что токсичность некоторых метаболитов может быть выше, чем у их родителей. Например, доказано, что дебромированный продукт тетрабромбисфенола А (ТББПА) и О-метилированный продукт бисфенола А (БФА) гораздо более токсичны, чем их^{родители8,9}, а дебромирование и О-метилирование составляют основные пути метаболизма фазы I в растениях. Таким образом, оценка токсичности исключительно на основе родителей загрязнителей в растениях не является точной, в то время как следует учитывать соответствующие метаболиты.

Метаболиты ксенобиотиков в растениях чрезвычайно сложны10,11, что затрудняет их всестороннюю идентификацию и разделение. Кроме того, можно получить лишь несколько стандартов идентифицированных метаболитов. Следовательно, токсикологические данные по всем метаболитам недоступны, что затрудняет всестороннюю оценку токсичности. В этом исследовании была предложена стратегия оценки интегральной токсичности метаболитов загрязняющих веществ в растениях путем их обработки как единого целого во время токсикологических испытаний, что позволило получить новые данные для точной оценки токсичности загрязняющих веществ в растениях. Наше предыдущее исследование показало, что культура каллуса растений открывает простой и эффективный путь к получению метаболитов ксенобиотиков в растениях¹². Соответственно, культура каллуса растений была использована в этом исследовании для получения метаболитов загрязняющих веществ в растениях с последующей химической экстракцией и токсикологическими испытаниями с использованием клеточной линии человека. Кишечный тракт является одним из непосредственных органов-мишеней ксенобиотиков, подвергающихся воздействию животных и человека. Клеточная линия Caco-2 оказалась лучшей моделью для исследования кишечного поведения и токсичности ксенобиотиков in vitro 13,14,15. Таким образом, в данном исследовании была выбрана модель клеток Caco-2.

Триазоловые пестициды, класс фунгицидов широкого спектра действия, широко применяются в сельскохозяйственном производстве¹⁶. Загрязнение сельскохозяйственных угодий их остатками привлекает все большее внимание^17,18. Здесь в качестве типичных загрязнителей были выбраны четыре широко используемых триазоловых пестицида, включая флусилазол, диниконазол, тебуконазол и пропиконазол. Морковь была выбрана в этом исследовании в качестве репрезентативного растения для свежих, готовых к употреблению овощей. Морковная каллус первоначально подвергалась воздействию испытанных пестицидов в концентрации 100 мг/л. После экспозиции в течение 72 ч метаболиты экстрагировали для оценки цитотоксичности с использованием клеточной линии Caco-2. Этот метод может быть легко расширен для оценки интегральной цитотоксичности метаболитов других типов загрязнителей в растениях.