Evaluation of phthalates exposition in sirtuin transcription in HepG2 cells and its toxicity in human hematopoietic stem cells

Abstract

"Plasticizers are substances incorporated into plastic polymers to increase their flexibility and workability. Phthalic acid esters (phthalates) were developed for use as plasticizers in the 1920´s and more than 8 million tons of plasticizers are sold globally every year, representing the 70% of all current industrial plasticizers. Phthalates are not covalently bound to the plastic polymer and can migrate to the environment. Therefore, humans are exposed to these compounds; its exposure has been associated with delays in fertility, increased risk of allergies, asthma, obesity, diabetes and cancer. Due to the potential hazard to human health and the environment, several international health and environment organizations have classified phthalates as priority pollutants. Therefore, the cytotoxicity of diisononyl phthalate (DINP) was evaluated on sirtuin expression in HepG2 cells and its effect on the levels of reactive oxygen species (ROS). Results showed that 1 μg/mL DINP significantly down-regulated Sirt1, Sirt2, Sirt3, and Sirt5 gene expression. Furthermore, protein levels of Sirt1 and Sirt3 were significantly down-accumulated by 1 μg/mL DINP. On the other hand, 100 μg/mL DINP doubled the levels of lysine acetylation proteins as well as reactive oxygen species (ROS). Also, the effect of four phthalates: dibutyl phthalate (DBP), benzyl butyl phthalate (BBP), diethyl phthalate (DEP) and diethylhexyl phthalate (DEHP) was evaluated on the in vitro expansion of human hematopoietic cells. For this, 0.5 x 106 cells/mL were exposed to concentrations ranging from 0.1 to 100 µg/mL and the total cell expansion was determined after 14 days of culture in IMDM-cytokines medium. The control cultures attained 1.31 ± 0.21 x 106 cell/mL, whereas the cultures exposed to DBP, BBP and DEHP showed a reduction from 23 to 81%, 17 to 69% and 15 to 93.5%, respectively."

"Los plastificantes son sustancias incorporadas en polímeros plásticos para aumentar su flexibilidad y maleabilidad. Los ésteres de ácido ftálico (ftalatos) se desarrollaron para su uso como plastificantes en la década de 1920 y cada año se venden más de 8 millones de toneladas de plastificantes en todo el mundo, representando el 70% de todos los plastificantes industriales actuales. Los ftalatos no están unidos covalentemente al polímero plástico y pueden migrar al medio ambiente. Por lo tanto, los humanos están expuestos a estos compuestos; su exposición se ha asociado con retrasos en la fertilidad, un mayor riesgo de alergias, asma, obesidad, diabetes y cáncer. Debido al peligro potencial para la salud humana y el medio ambiente, varias organizaciones internacionales de salud y medio ambiente han clasificado los ftalatos como contaminantes prioritarios. Por lo tanto, evaluamos la citotoxicidad del diisononil ftalato (DINP), su efecto sobre la expresión de sirtuinas en células HepG2 y su efecto sobre los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS). Los resultados mostraron que 1 μg/mL DINP disminuyó significativamente la expresión de los genes Sirt1, Sirt2, Sirt3 y Sirt5. Además, los niveles de proteínas de Sirt1 y Sirt3 fueron significativamente disminuidos por 1 μg/mL DINP. Por otro lado, 100 μg/mL DINP duplicaron los niveles de proteínas de acetilación en lisina, así como las especies reactivas de oxígeno. Además, evaluamos el efecto de cuatro ftalatos dibutil ftalato (DBP), bencil butil ftalato (BBP), dietil ftalato (DEP) y dietilhexil ftalato (DEHP) en la expansión in vitro de células hematopoyéticas humanas. Para esto, 0.5 x 106 células/mL se expusieron a concentraciones que oscilaban entre 0.1 y 100 μg/mL de ftalatos y se determinó la expansión celular total después de 14 días de cultivo en medio IMDM-citocinas. Los cultivos control alcanzaron 1.31 ± 0.21 x 106 cell/mL mientras, que los cultivos expuestos a DBP, BBP y DEHP mostraron una reducción del 23 al 81%, del 17 al 69% y del 15 al 93.5%, respectivamente."