FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE

Átírás

1 FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE Világi Ildikó, Varró Petra, Bódi Vera, Schlett Katalin, Szűcs Attila, Rátkai Erika Anikó, Szentgyörgyi Viktória, Détári László, Tóth Attila, Hajnik Tünde, Pethő Máté, Csikós Vivien, Dobolyi Árpád, Élettani és Neurobiológiai Tanszék, ELTE, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest

2

3 fumonizin B1 - FB1 Ismert hatásuk, hogy a sejtmembránok szerkezetváltozását idézi elő. Gátolják a mitokondriumok működését is az elektrontranszport lánc I. komplexének gátlása révén. Emberben pl. velőcsőzáródási problémák alakulhatnak ki, de más idegrendszert érintő problémák is ismertek. dezoxinivalenol - DON Fehérjeszintézis gátló hatással rendelkezik a riboszómákhoz történő kapcsolódása miatt. Ezenkívül kimutattak membránhatásokat is. Nagyobb mennyiségű toxin hányást, szédülést, fejfájást okozhat. zearalenon - ZEA A ZEA mikoösztrogénként elsősorban ivari éréssel kapcsolatos és termékenységi problémákat okoz, de az ösztrogén receptorokra kifejtett hatása miatt az agyi működést is befolyásolhatja.

4 A következő vállalt feladatokat valósítottuk meg ebben a periódusban: 1) Idegi szövettenyészetekben az egyes toxinok (FB1, DON és ZEA) hatásának vizsgálata citotoxicitási tesztrendszerekben. Szintén idegi szövettenyészetek alkalmazásával mikroelektrofiziológiai mérések kialakítása 2) Egyszeri nagy dózisú kezelést követő akut idegrendszeri, elsősorban agykérgi működést befolyásoló hatások vizsgálata. A három toxin (FB1, DON, ZEA) ex vivo- és in vivo mikroelektrofiziológiai, valamint sejtaktivációt befolyásoló hatásának elemzése 3) A mikotoxinok (FB1, DON, ZEA) kisebb dózisokban adott, szubakut (4 hetes) kezelést követő hatásának elemzése mikroelektrofiziológiai, EEG-s és viselkedési tesztekben (posztereken)

5 Összehasonlító citotoxicitási vizsgálat primer ideg- és asztroglia sejt tenyészeteken Tenyészet létrehozása Tenyészet fenntartása Toxinkezelés DON, ZEA, FB1 (1nM-50 µm) Életképesség mérés (MTT) kevert és tiszta tenyészetek (neuron+glia) E14-15 patkány agykéregből, 7 napos tenyésztés, 24 vagy 48 órás toxinkezelés tiszta idegsejt tenyészet kevert tenyészet asztroglia tenyészet GFAP GFAP IIIb-tubulin IIIb-tubulin Iba-1 GFAP IIIb-tubulin GFAP IIIb-tubulin 50 mm

6 Tiszta idegsejt tenyészet Relatív életképesség (%) h 48h FB1 * * * * * * Toxin koncentráció (M) Relatív életképesség (%) h 48h ZEA * * Toxin koncentráció (M) Relatív életképesség (%) DON 60 24h 48h * * Toxin koncentráció (M) Az FB1 idegsejtekre hat erősebben hat, de a citotoxikus hatást az asztroglia sejtek kompenzálják. A ZEA idegsejtekben kismértékű, az asztrogliát is tartalmazó tenyészetekben viszont jelentős életképesség-növekedést okoz, aminek a hátterében nem sejtproliferáció áll. A DON kezelésre elsősorban az asztroglia sejtek érzékenyek, a neuronok jelenléte a kiváltott toxikus hatást csökkenti.

7 Elektrofiziológiai mérések, patch clamp technika Többek közt a bemenő ellenállás (R 0 ) értékeit ábrázoltuk minden regisztrált sejt esetén a kezelés előtt és után. A mikotoxinok enyhe mértékben befolyásolták a hippokampális neuronok élettani paramétereit: - az FB1 tendenciózusan növelte a membránellenállást - a DON a membránellenállást általában csökkentette.

8 Akut elektrofiziológiai vizsgálatok, agyszelet vizsgálatok POPS 1 mv 10 ms

9 Akut elektrofiziológiai vizsgálatok, agyszelet vizsgálatok FB1 hatására dózisfüggő amplitúdónövekedés volt a hippokampuszban, DE az LTP kiválthatóság gyengébb hatású a nagyobb dózisoknál. Agykéregben az FB1 jelentősen megváltoztatta az MFR hatását. Kisebb frekvenciával, hosszabb burst-ök jelentkeztek, DON A hippokampuszban közepes dózisnál serkentés figyelhető meg, de utána valószínűleg túlaktivációtörténik. Hasonló hatás figyelhető meg a kéregben a serkenthetőségre vonatkozóan ZEA A hippokampuszban az alap ingerelhetőség nőtt, de ennek megfelelően az LTP indukálhatóság csökkent A kéregben a serkenthetőség dózisfüggően növekedett. kontroll 10 µm 50 µm 100 µm

10 Akut elektrofiziológiai vizsgálatok, in vivo kiváltott potenciál vizsgálatok Ezekben a mérésekben egyik toxinnak sem volt szignifikáns hatása az agykérgi kiváltott válaszokra

11 Neuronális aktivációra gyakorolt hatás immuncitokémiai vizsgálata Az FB1 kezelésnek nem volt hatása a vizsgált agyterületeken C-fos aktiváció DON hatására (7,5 mg/kg) a toxin hatására az accumbens mag területén jelentős pozitivitás növekedés volt tapasztalható. ZEA hatására sem nőtt meg egyik vizsgált területen sem szignifikánsan a jelölt sejtek száma, sőt, a hippokampuszban csökkenő tendencia volt

12 A gombatoxinok anyai viselkedésre és szorongásra gyakorolt hatása Anyai viselkedésre gyakorolt hatás: DON-t injektáltunk intraperitoneálisan 1 mg/kg dózisban, 1 óra múlva mérés Az kísérletek szerint, a DON beadás hatására több időt tölthet az állat fészken kívül, és kevesebbet szoptatott, tehát a DON tendenciaszerűen csökkentheti az anyai motivációt. A szorongásos viselkedést a DON nem befolyásolta

13 Összefoglalva megállapíthatjuk - az Fusarium gombák által termelt toxinok akut kísérletekben is befolyásolják a idegsejtek aktivitását - az FB1 esetében enyhe gátlás, míg a DON esetében serkentés figyelhető meg, azonban nagyobb dózisban citotoxikus hatás érvényesülhet. A ZEA a neuronokra inkább gátló hatású. - in vivo az agykérgi sejtek aktivitását kevéssé befolyásolják - a három vizsgált toxin közül a DON hatása volt a legerősebb, elsősorban az accumbens mag esetében érvényesült a hatás további részletes elemzések vannak folyamatban További vizsgálatok: hosszú távú hatás elemzése, posztereken prezentálásra kerültek már eredmények multitoxikus hatás elemzése

14 Köszönöm a figyelmet!

15 Sokcsatornás elvezetésű (MEA) mérések