Environmental pollution with plastic nanoparticles (PNPs) has rendered hazard assessment of unintentional human exposure to neurotherapeutic drugs through contaminated water and food ever more complicated. Due to their small size, PNPs can easily enter different cell types and cross different biological barriers, while their high surface-to-volume ratio enables higher adsorption of chemicals. This is how PNPs take the role of a Trojan horse as they enhance bioaccumulation of many different pollutants. One of the health concerns related to water pollution with neurotherapeutic drugs is endocrine disruption, already evidenced for the anticonvulsant drug carbamazepine (Cbz) and antidepressant fluoxetine (Flx). Our study aimed to evaluate endocrine disrupting effects of Cbz and Flx in mixtures with polystyrene nanoparticles (PSNPs) using the in vitro luciferase assay to measure oestrogen receptor activity in T47D-KBluc cells treated with Cbz-PSNPs or Flx-PSNPs mixtures and compare it with the activities observed in cells treated with individual mixture components (Cbz, Flx, or PSNPs). Dose ranges used in the study were 0.1-10 mg/L, 1-100 µmol/L, and 0.1-10 µmol/L for PSNPs, Cbz, and Flx, respectively. Our findings show that none of the individual components activate oestrogen receptors, while the mixtures induce oestrogen receptor activity starting with 0.1 mg/L for PSNPs, 10 µmol/L for Cbz, and 0.5 µmol/L for Flx. This is the first study to evidence that PSNPs increase oestrogen receptor activity induced by neurotherapeutic drugs at their environmentally relevant concentrations and calls for urgent inclusion of complex mixtures in health hazard assessments to inform regulatory response.
Onečišćenje okoliša nanočesticama plastike (PNP) dodatno je otežalo procjenu opasnosti od nenamjernog izlaganja ljudi neuroterapijskim lijekovima putem kontaminirane vode i hrane. Zbog svoje male veličine, PNP-i mogu lako ući u različite tipove stanica i prijeći različite biološke barijere, a njihov omjer površine i volumena omogućuje adsorpciju veće količine tvari na njihovu površinu. Upravo na taj način PNP-i preuzimaju ulogu trojanskoga konja te pospješuje bioakumulaciju mnogih zagađivača u ljudskom i drugim organizmima. Među štetnim učincima povezanima sa zagađenjem vode neuroterapijskim lijekovima jesu i poremećaji rada endokrinoga sustava. Takvi su učinci već dokazani za antikonvulzivni lijek karbamazepin (Cbz) i za antidepresiv fluoksetin (Flx). Našem je istraživanju cilj bio procijeniti endokrino disruptivne učinke Cbz i Flx u složenim smjesama s nanočesticama polistirena (PSNP) korištenjem luciferaznog eseja za ispitivanje aktivacije estrogenskih receptora u T47D-KBluc stanicama tretiranima smjesama Cbz-PSNP ili Flx-PSNP i usporediti ih s učincima koji su uočeni u stanicama tretiranima pojedinačnim komponentama smjese (Cbz, Flx ili PSNP). U istraživanju su korišteni ovi rasponi doza: 0,1 – 10 mg/L, 1 – 100 µmol/L i 0,1 – 10 µmol/L za PSNP, Cbz i Flx. Rezultati su pokazali kako niti jedna od pojedinačnih komponenti ne aktivira ER, a smjese induciraju aktivnost estrogenskih receptora, počevši od 0,1 mg/L za PSNP, 10 µmol/L za Cbz i 0,5 µmol/L za Flx. Ovo je prva studija koja dokazuje da PSNP-i povećavaju aktivnost estrogenskih receptora izazvanu neuroterapijskim lijekovima u njihovim ekološki relevantnim koncentracijama i poziva na hitno uključivanje procjene opasnosti od izloženosti složenim smjesama u procjene rizika za ljudsko zdravlje.
Keywords: T47D-KBluc cell line; carbamazepine; estrogenski receptori; fluoksetin; fluoxetine; karbamazepin; oestrogen receptors; polistiren; polystyrene; stanična linija T47D-KBluc.
© 2024 Lucija Božičević et al., published by Sciendo.