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Fernández-Blanco Gómez, Celia
Ruiz Leal, María José (dir.); Font Pérez, Guillermina (dir.) Departament de Medicina Preventiva i Salut Pública, Ciències de l'Alimentació, Toxicologia i Medicina Legal |
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Aquest document és un/a tesi, creat/da en: 2017 | |
Se ha llevado a cabo la evaluación in vitro de los efectos producidos por
micotoxinas de Alternaria y Fusarium en células de mamífero. Se ha evaluado la
citotoxicidad individual del alternariol (AOH), alternariol monometil éter (AME),
beauvericina (BEA), deoxinivalenol (DON), eniatina B (ENN B), fumonisina B1 (FB1),
zearalenona (ZEA) y α-zearalenol (α-ZOL) en células de adenocarcinoma de colon humano
(Caco-2) donde únicamente se obtuvieron valores de IC50 para la ENN B, DON, BEA y α-
ZOL. La evaluación de la citotoxicidad combinada entre mezclas de micotoxinas en células
Caco-2 mostró efecto sinérgico en las combinaciones de AOH+AME, DON+AOH y ENN
B+AOH; efecto aditivo en la combinación DON+ENN B y efecto antagonista en la
combinación terciaria DON+AOH+ENN B.
Se estudió la bioaccesibilidad y biodisponibilidad del AOH, ZEA y α-ZOL. Se evaluó
la bioaccesibilidad me...
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Se ha llevado a cabo la evaluación in vitro de los efectos producidos por
micotoxinas de Alternaria y Fusarium en células de mamífero. Se ha evaluado la
citotoxicidad individual del alternariol (AOH), alternariol monometil éter (AME),
beauvericina (BEA), deoxinivalenol (DON), eniatina B (ENN B), fumonisina B1 (FB1),
zearalenona (ZEA) y α-zearalenol (α-ZOL) en células de adenocarcinoma de colon humano
(Caco-2) donde únicamente se obtuvieron valores de IC50 para la ENN B, DON, BEA y α-
ZOL. La evaluación de la citotoxicidad combinada entre mezclas de micotoxinas en células
Caco-2 mostró efecto sinérgico en las combinaciones de AOH+AME, DON+AOH y ENN
B+AOH; efecto aditivo en la combinación DON+ENN B y efecto antagonista en la
combinación terciaria DON+AOH+ENN B.
Se estudió la bioaccesibilidad y biodisponibilidad del AOH, ZEA y α-ZOL. Se evaluó
la bioaccesibilidad mediante el método de digestión estático in vitro, siendo el α-ZOL más
bioaccesible a nivel gástrico y duodenal que la ZEA. Se observó una baja biodisponibilidad
en las tres micotoxinas ensayadas con las células Caco-2/TC7, siendo el AOH el más
biodisponible.
Teniendo en cuenta la biodisponibilidad de las micotoxinas y los escasos estudios
de mecanismos de toxicidad conocidos, se estudió la interacción de las micotoxinas con
los componentes y la alteración de actividades celulares. Los resultados obtenidos
demostraron que el AOH bloquea el ciclo celular en la fase G2/M, causa pérdida del
potencial de la membrana mitocondrial y produce apoptosis a través de la vía
mitocondrial. Además, se evaluó el daño causado por el AOH a nivel del ADN mediante el
ensayo del cometa y se observó un incremento del daño dependiente de la concentración.
Debido a la biodisponibilidad de las micotoxinas, se determinó la actividad
estrogénica de algunas muy prevalentes como la FB1 y la BEA, observándose que la BEA
produce mayor actividad estrogénica sobre células que la FB1.
Dado que un mecanismo de citotoxicidad es el estrés oxidativo, se determina la
capacidad del AOH para generar especies reactivas de oxígeno (ROS), evidenciándose que
el AOH en las células Caco-2 produce ROS inmediatamente tras la exposición en todas lasconcentraciones ensayadas. Una de las consecuencias de las ROS es la oxidación de los
lípidos de las membranas celulares, es decir, la generación de peroxidación lipídica (LPO).
Los resultados obtenidos demostraron que el AOH aumenta significativamente la
producción de LPO.
Tras los resultados obtenidos se procedió a determinar la eficacia del sistema de
defensa intracelular (enzimático y no enzimático) frente al estrés oxidativo. Estos
indicaron un incremento de la actividad de la superóxido dismutasa (SOD) a todas las
concentraciones de AOH expuestas en las células Caco-2 y que la actividad enzimática de
la catalasa (CAT) fue más eficaz que la glutatión peroxidasa (GPx), eliminando peróxido de
hidrógeno. Además, se demostró que el glutatión (GSH) y las enzimas implicadas en el
ciclo del glutatión participan de manera activa en la defensa celular frente al AOH.
Por otra parte, se estudió el efecto protector de vitaminas y antioxidantes de la
dieta mediterránea frente a la exposición al AOH. Los resultados demostraron que los
antioxidantes del aceite de oliva virgen extra previenen el daño celular producido por el
AOH cuando se exponen simultáneamente. Mientras que la quercetina, considerada el
polifenol en mayor cantidad ingerido diariamente en la dieta, no presentó efecto
citoprotector frente al AOH, la soyasaponina I, saponina en mayor proporción en las
legumbres y con efecto antioxidante, sí mostró efecto citoprotector tras la exposición de
AOH.
Para concluir, se estudió el isotiocianato de alilo como estrategia de mitigación
para prevenir el crecimiento de los hongos en los alimentos y evitar la presencia de
micotoxinas en la dieta. El isotiocianato de alilo reaccionó mejor con la ZEA que con el α-
ZOL, reduciendo más de la mitad de la concentración inicial de ZEA. De esta forma, el
isotiocinato de alilo podría considerarse una buena estrategia de reducción de las
micotoxinas de los alimentosIn vitro evaluation of the effects produced by Alternaria and Fusarium mycotoxins
in mammalian cells has been carried out. Individual cytotoxicity of alternariol (AOH),
alternariol monomethyl ether (AME), beauvericin (BEA), deoxynivalenol (DON), eniatin B
(ENN B) fumonisin B1 (FB1), zearalenone (ZEA) and α-zearalenol (α-ZOL) in human colon
adenocarcinoma (Caco-2) cells have been evaluated, where only IC50 values for ENN B,
DON, BEA and α-ZOL were obtained. The evaluation of the combined cytotoxicity between
mixtures of mycotoxins in Caco-2 cells showed synergistic effects in AOH + AME, DON +
AOH and ENN B + AOH combinations; Additive effect on DON + ENN B combination and
antagonist effect on the tertiary combination DON + AOH + ENN B.
Bioaccessibility and bioavailability of AOH, ZEA and α-ZOL were studied. In order
to evaluate the bioaccessibility, the static digestion method was applied in vitro, being α-
ZOL more bioaccessible at the gastric and duodenal levels than ZEA. Low bioavailability
was observed in the three mycotoxins tested with Caco-2 / TC7 cells, being AOH the most
bioavailable.
Taking into account the bioavailability of mycotoxins and the few studies on
toxicity mechanisms, the interaction of mycotoxins with the components and the
alteration of cellular activities were examined. The results obtained demonstrated that
AOH blocks the cell cycle in the G2 / M phase and produces apoptosis and necrosis
through the mitochondrial pathway. The loss of potential of mitochondrial membrane
after AOH exposure suggested that mitochondria plays an important role in the induction
of apoptosis / necrosis. In addition, the damage caused by AOH at the DNA level was
assessed through the Comet assay and an increase in concentration-dependent damage
was observed.
Generally, mycotoxins are bioavailable, although some are absorbed faster than
others. For this reason, the estrogenic activity of some high prevalent mycotoxins, such as
FBI and BEA, was analised. It was noticed that BEA had greater estrogenic activity in cells
than FB1.Because a mechanism of cytotoxicity is the oxidative stress, the ability of AOH to
generate reactive oxygen species (ROS) is determined. The results obtained demonstrated
that AOH produces ROS immediately after the exposure to every concentration tested.
One of the most studied consequences produced by ROS is the lipid oxidation of cell
membranes, namely, the generation of lipid peroxidation (LPO). The results obtained
demonstrated that AOH significantly increases LPO production.
Following the results obtained, we proceeded to determine the effectiveness of
the intracellular defense system (enzymatic and non-enzymatic) against oxidative stress.
The results indicated an increase in superoxide dismutase (SOD) activity at all
concentrations of AOH exposed in Caco-2 cells and that catalase (CAT) enzyme activity was
more effective than glutathione peroxidase (GPx) on the elimination of hydrogen
peroxide. In addition, it was demonstrated that glutathione (GSH) and the enzymes
involved in the glutathione cycle are actively involved in cell defense against AOH.
On the other hand, the protective effect of vitamins and antioxidants of the
Mediterranean diet in front of exposure to AOH was studied. The results showed that the
antioxidants of the extra virgin olive oil prevent cell damage produced by the AOH when
exposed simultaneously. Quercetin, considered the greatest amount of polyphenol
ingested daily, did not present a cytoprotective effect against AOH; while the soyasaponin
I, the saponin that is present in legumes in a higher proportion and that has antioxidant
effect, showed a cytoprotective effect after exposure of AOH.
In conclusion, allyl isothiocyanate was studied as a mitigation strategy to prevent
the growth of fungi in food and to avoid the presence of mycotoxins in the diet. The allyl
isothiocyanate reacted better with the ZEA than with the α-ZOL, reducing more than half
the initial concentration of ZEA. Therefore, allyl isothiocyanate could be considered a good
strategy to mitigate mycotoxins in food.
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