Le protocole décrit une nouvelle méthode pour évaluer la cytotoxicité intégrale des métabolites des pesticides triazolés dans les plantes.
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Article de méthode
Le protocole décrit une nouvelle méthode pour évaluer la cytotoxicité intégrale des métabolites des pesticides triazolés dans les plantes.
Divers polluants organiques ont été rejetés dans l’environnement en raison des activités anthropiques. Ces polluants peuvent être absorbés par les plantes cultivées, ce qui constitue une menace potentielle pour l’écosystème et la santé humaine tout au long de la chaîne alimentaire. La biotransformation des polluants dans les plantes génère un certain nombre de métabolites qui peuvent être plus toxiques que leurs composés parents, ce qui implique que ces métabolites doivent être pris en compte lors de l’évaluation de la toxicité. Cependant, les métabolites des polluants dans les plantes sont extrêmement complexes, ce qui rend difficile l’obtention complète d’informations toxicologiques sur tous les métabolites. Cette étude a proposé une stratégie pour évaluer la cytotoxicité intégrale des métabolites polluants dans les plantes en les traitant dans leur ensemble lors d’essais toxicologiques. Les pesticides à base de triazole, une classe de fongicides à large spectre, ont été largement utilisés dans la production agricole. La pollution par les résidus dans les terres agricoles attire de plus en plus l’attention. Par conséquent, quatre pesticides à base de triazole, à savoir le flusilazole, le diniconazole, le tébuconazole et le propiconazole, ont été sélectionnés comme polluants testés. Les métabolites ont été générés par le traitement des callosités de la carotte avec des pesticides triazoles testés. Après un traitement de 72 h, les métabolites des pesticides dans le cal de carotte ont été extraits, suivis de tests toxicologiques utilisant la lignée cellulaire Caco-2. Les résultats ont montré que les métabolites des pesticides testés dans les callosités de carotte n’inhibaient pas significativement la viabilité des cellules Caco-2 (P>0,05), démontrant l’absence de cytotoxicité des métabolites des pesticides. Cette méthode proposée ouvre une nouvelle voie pour évaluer la cytotoxicité des métabolites polluants dans les plantes, ce qui devrait fournir des données précieuses pour une évaluation précise de la toxicité.
Les plantes cultivées qui poussent dans les terres agricoles peuvent être exposées à divers polluants organiques provenant des activités anthropiques 1,2. Les polluants peuvent être absorbés par les plantes, ce qui constitue une menace supplémentaire pour l’écosystème et la santé humaine par le biais des chaînes alimentaires 3,4. Les xénobiotiques des plantes subissent probablement une série de biotransformations, telles que les métabolismes de phase I et II5, générant un certain nombre de métabolites. Selon le concept de foie vert chez les plantes, le métabolisme des plantes peut réduire la toxicité des xénobiotiques 6,7. Cependant, il a été révélé que la toxicité de certains métabolites pourrait être supérieure à celle de leurs parents. Par exemple, il a été prouvé que le produit débromé du tétrabromobisphénol A (TBBPA) et le produit O-méthylé du bisphénol A (BPA) sont beaucoup plus toxiques que leurs parents 8,9, et la débromation et l’O-méthylation constituent les principales voies métaboliques de phase I chez les plantes. Ainsi, l’évaluation de la toxicité basée uniquement sur les parents polluants dans les plantes n’est pas précise, alors que les métabolites correspondants doivent être pris en compte.
Les métabolites des xénobiotiques chez les plantes sont extrêmement complexes 10,11, ce qui rend difficile leur identification et leur séparation complètes. De plus, seuls quelques étalons de métabolites identifiés peuvent être obtenus. Par conséquent, les données toxicologiques de tous les métabolites ne sont pas disponibles, ce qui entrave une évaluation complète de la toxicité. Cette étude a proposé une stratégie pour évaluer la toxicité intégrale des métabolites polluants dans les plantes en les traitant dans leur ensemble lors d’essais toxicologiques, fournissant de nouvelles données pour une évaluation précise de la toxicité des polluants dans les plantes. Notre précédente étude a révélé que la culture de callosités végétales ouvre une voie simple et efficace pour obtenir des métabolites de xénobiotiques dans les plantes12. En conséquence, la culture de callosités végétales a été utilisée dans cette étude pour générer les métabolites des polluants dans les plantes, suivie d’une extraction chimique et de tests toxicologiques utilisant une lignée cellulaire humaine. Le tractus intestinal est l’un des organes cibles directs des xénobiotiques exposés aux animaux et aux humains. La lignée cellulaire Caco-2 s’est avérée être le meilleur modèle pour étudier les comportements intestinaux et la toxicité des xénobiotiques in vitro 13,14,15. Ainsi, le modèle de cellule Caco-2 a été sélectionné dans cette étude.
Les pesticides à base de triazole, une classe de fongicides à large spectre, ont été largement utilisés dans la production agricole16. La pollution par les résidus dans les terres agricoles a attiré de plus en plus d’attention17,18. Ici, quatre pesticides triazolés couramment utilisés, à savoir le flusilazole, le diniconazole, le tébuconazole et le propiconazole, ont été sélectionnés comme polluants typiques. La carotte a été sélectionnée dans cette étude comme plante représentative des légumes frais et prêts à consommer. Le cal de carotte a d’abord été exposé aux pesticides testés à une concentration de 100 mg/L. Après une exposition de 72 h, les métabolites ont été extraits afin d’évaluer la cytotoxicité à l’aide de la lignée cellulaire Caco-2. Cette méthode peut être facilement étendue pour évaluer la cytotoxicité intégrale des métabolites d’autres types de polluants dans les plantes.
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1. Différenciation du cal de la carotte
REMARQUE : Le protocole détaillé de différenciation du cal de la carotte a été décrit dans une étude précédente12. En voici une brève description.
2. Traitement du cal de la carotte avec des pesticides
3. Extraction chimique du cal de la carotte
4. Réanimation de la cellule Caco-2
REMARQUE : Tous les réactifs et matériaux utilisés dans les tests sur cellules Caco-2 ont été autoclavés pendant 20 minutes et stérilisés sous lumière ultraviolette pendant 2 h.
5. Passage de la cellule Caco-2
6. Exposition de la cellule Caco-2
7. Évaluation de la viabilité cellulaire
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La figure 1 représente le schéma de la méthode proposée pour la production, l’extraction et l’évaluation de la cytotoxicité des métabolites de pesticides dans les callosités de la carotte. Dans la figure 2, les courbes cinétiques d’absorption et de métabolisme des pesticides testés, à partir desquelles nous pouvons constater que les concentrations de pesticides dans les milieux de culture ont diminué de façon exponentielle, tandis que celles dans les callosités ...
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Ce protocole a été développé pour évaluer la cytotoxicité intégrale des métabolites des pesticides triazolés dans les plantes en combinant des cals végétaux et des modèles de cellules humaines. Les étapes critiques de ce protocole proposé sont la culture de cal végétal et de cellules Caco-2. La partie la plus difficile et les conseils relatifs à la culture des callosités végétales ont été fournis dans notre étude précédente12. Ici, il convient de noter que la main...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Cette étude a été financée par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (21976160) et le projet de recherche sur l’application de la technologie du bien-être public de la province du Zhejiang (LGF21B070006).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Acide 2,4-dichlorophénoxyacétique | WAKO | 1 mg/L | |
| 20 % H2O2 | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10011218-500ML | |
| 6-benzylaminopurine | WAKO | 0,5 mg/L | |
| 75 % éthanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 1269101-500 mL | |
| Plaque à 96 puits | Thermo Fisher | ||
| Acetonitrile | Sigma-Aldrich | ||
| Incubateur de climat artificiel | Ningbo DongNan Lab Equipment Co., Ltd | RDN-1000A-4 | |
| Autoclaves | STIK | MJ-Series | |
| Caco-2 cellules | Nuoyang Biotechnology Co., Ltd. | ||
| Réactifs CCK8 | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, Chine | G021-1-3 | |
| Centrifugeuse | Thermo Fisher | ||
| CO2 | incubateur Labtrip | HWJ-3-160 | |
| Diméthyl sulfoxyde | Solarbio Life Sciences | D8371 | |
| Diniconazole, 98.7 % | J& K Scientific | 83657-24-3 | |
| Eagle’s medium modifié de Dulbecco | Solarbio Life Sciences | 11965-500 mL | |
| balance électronique | Shanghai Precision Instrument Co., Ltd | FA1004B | |
| Sérum bovin fœtal | Cellmax | ||
| Spectrophotomètre à fluorescence | Tecan | Infinite M200 | |
| Flusilazole, 98,5 % | J& K Scientific | 85509-19-9 ; ; | |
| Lyophilisateur | SCIENTZ | ||
| Broyeur de tissus à haut débit | SCIENTZ | ||
| Microscope inversé | Leica Biosystems | DMi1 | |
| Système Milli-Q Millipore | MS1922801-4L | ||
| Murashige & Skoog medium | HOPEBIO | HB8469-7 | |
| Concentrateur de soufflage d’azote | AOSHENG | MD200-2 | |
| PBS | Solarbio Life Sciences | P1022-500 mL | |
| Pénicilline-Streptomycine Liquide | Solarbio Life Sciences | P1400-100 mL | |
| Propiconazole, 100 % | J& K Scientific | 60207-90-1 ; | |
| Recherche plus | Eppendorf | 10-1000 &mu ; | |
| Graines de carotte Little Finger (Daucus carota var. sativus) | Shouguang Seed Industry Co., Ltd | ||
| Incubateurs secouants | Shanghai bluepard instruments Co.,Ltd. | THZ-98AB | |
| Tébuconazole, 100 % | J& K Scientific | 107534-96-3 | |
| Solution trypsine-EDTA | Solarbio Life Sciences | T1300-100 mL | |
| Échographe | ZKI | UC-6 | |
| Stérilisé par UV super clean | bench AIRTECH | ||
| Vortex instrument | Wuxi Laipu Instrument Equipment Co., Ltd | BV-1010 |
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