Cytotoxic effects and changes in genetic expression on human vascular endothelial cells by DINP and DEHT

Abstract

"Los ftalatos son plastificantes ampliamente utilizados para mejorar la flexibilidad de polímeros rígidos como el policloruro de vinilo (PVC); sin embargo, han generado preocupación debido a su potencial citotóxico y su capacidad para alterar el sistema endocrino. En esta tesis, se estudió el impacto biológico del ftalato de diisononilo (DINP) y del tereftalato de di(2-etilhexilo) (DEHT) sobre células endoteliales vasculares humanas (EA.hy926), con un enfoque en los cambios en la viabilidad celular, la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la expresión de genes relacionados con la respuesta antioxidante (NFE2L2, SOD1, TXN y TXNRD2), tras la exposición a concentraciones de 1, 10 y 100 µg/mL. La viabilidad celular se evaluó mediante los ensayos de MTT y liberación de lactato deshidrogenasa (LDH), mientras que la producción de ROS se midió utilizando el método con 2',7'-diclorodihidrofluoresceína diacetato (DCFDA). La expresión génica se analizó mediante qRT-PCR después de 48 h de exposición. La exposición a 100 µg/mL de DINP provocó una disminución notable en la viabilidad celular del 11% a las 48 h y del 17% a las 72 h, además de un incremento del 69% en la liberación de LDH a las 48 h. Asimismo, se observó un aumento en los niveles de ROS del 19 al 30%, acompañado de una disminución en la expresión de los genes NFE2L2, TXN y TXNRD2. En contraste, el tratamiento con DEHT no afectó la viabilidad celular ni incrementó los niveles de LDH, aunque sí produjo un aumento moderado en la producción de ROS (1114%) y una mayor expresión en los genes antioxidantes, incluyendo SOD1. La microscopía electrónica de transmisión (TEM) se empleó para examinar características ultraestructurales en células EA.hy926 tratadas con 100 µg/mL de cada compuesto durante 48 h. Bajo estas condiciones experimentales, no se observaron alteraciones morfológicas significativas ni daños subcelulares. Estos hallazgos indican que la exposición a DINP afecta negativamente la respuesta celular al estrés oxidativo y redujo la expresión de genes antioxidantes, mientras que la exposición a DEHT, por el contrario induce vías antioxidantes sin afectar la viabilidad celular."

"Phthalates are widely used plasticizers that enhance the flexibility of rigid polymers such as polyvinyl chloride (PVC), but they have raised concern due to their cytotoxic and endocrine-disrupting potential. This study explored the biological impact of Diisononyl phthalate (DINP) and Di(2-ethylhexyl) terephthalate (DEHT) on human vascular endothelial cells (EA.hy926), focusing on changes in cell viability, reactive oxygen species (ROS) generation, and expression of antioxidant-related genes (NFE2L2, SOD1, TXN, and TXNRD2) following exposure to concentrations of 1, 10, and 100 µg/mL. Cell viability was assessed using MTT and lactate dehydrogenase (LDH) release assays, while ROS production was measured using the 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFDA) method. Gene expression levels were analyzed via quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR) after 48 hours of exposure. Exposure to 100 µg/mL of DINP resulted in a notable decline in cell viability—11% at 48 hours and 17% at 72 hours—as well as a 69% increase in LDH release at 48 hours. Additionally, ROS levels rose by 19–30%, accompanied by a downregulation of NFE2L2, TXN, and TXNRD2 gene expression. In contrast, DEHT treatment did not impair cell viability or increase LDH release but did lead to a modest elevation of ROS (11–14%) and upregulation of antioxidant genes, including SOD1. Transmission electron microscopy (TEM) was employed to examine ultrastructural features in EA.hy926 cells treated with 100 µg/mL of either compound for 48 hours. No significant morphological abnormalities or subcellular damage were observed under these experimental conditions. These findings indicate that DINP adversely affects the cellular oxidative stress response and compromises antioxidant gene expression, while DEHT appears to activate antioxidant pathways without negatively impacting cell viability."