Oddělení se zabývá studiem toxických účinků vyráběných nanočástic i jemných částic z ovzduší v lidských buněčných liniích a v 3D plicních modelech (systém MucilAirTM). V molekulárně-epidemiologických studiích je hodnocen vliv znečištěného životního prostředí na člověka. Výzkum se též věnuje kmenovým buňkám a jejich roli při hojení a regeneraci poškozených tkání. Používané metody zahrnují stanovení cytotoxicity, detekci oxidačního poškození makromolekul (ELISA), změny integrity DNA (kometový test, analýza mikrojader a chromozomálních aberací), genové a proteinové exprese (RT-PCR, NGS, Western blotting), epigenetických parametrů (miRNA, metylace DNA) a reparace DNA.
Vliv extrahovatelné organické hmoty z emisí benzínu a alternativního paliva na bronchiální buněčné modely (BEAS-2B, MucilAir™)
Znečištěné ovzduší způsobené silniční dopravou má nepříznivý dopad na životní prostředí a také na lidské zdraví. Ve studii jsme se zaměřili na extrahovatelnou organickou hmotu z emisí z paliv s různým obsahem ethanolu. Měřili jsme jejich cytotoxicitu, kvantifikovali jsme produkci mucinu a reaktivních forem kyslíku, detekovali jsme zlomy DNA a také jsme provedli analýzu exprese vybraných genů po jednodenní a pětidenní expozici lidských bronchiálních epiteliálních buněk (BEAS-2B) a 3D buněčných modelů z lidských dýchacích cest. Naše výsledky naznačují, že delší expozice má silnější vliv na vybrané parametry cytotoxicity, zatímco vliv na produkci reaktivních forem kyslíku a integritu DNA byl omezený.
Počty specificky deregulovaných genů po porovnání pětidenní s jednodenní expozicí. Při porovnání pětidenní a jednodenní expozice buněčného modelu MucilAir™ organické hmotě z emisí paliva E5 nebyly detekovány žádné deregulované geny; naopak u buněk BEAS-2B došlo po stejné expozici k deregulaci 13 genů. Organická hmota z paliva E20 způsobila deregulaci 5 genů u modelu MucilAir™ a 8 genů u BEAS-2B při porovnání pětidenní s jednodenní expozicí.
Publikace:
Šíma, M., Červená, T., Elzeinová, F., Ambrož, A., Beránek, V., Vojtíšek-Lom, M., Kléma, J., Ciganek, M., Rössner, P.: (2022) The impact of extractable organic matter from gasoline and alternative fuel emissions on bronchial cell models (BEAS-2B, MucilAir™). Toxicology in vitro. 80: 105316. doi: 10.1016/j.tiv.2022.105316. Epub 2022 Jan 21. PMID: 35066112.
Markery oxidace lipidů a zánětu u bronchiálních buněk exponovaných benzínovým emisím a jejich organickým extraktům
Studovali jsme markery související se zánětlivou odpovědí v lidských bronchiálních buňkách a v 3D buněčném modelu z lidských dýchacích cest po expozici kompletním emisím a jejich organickým extraktům ze dvou typů benzínových paliv. Expozice 3D modelu emisím z běžného benzínu vedla k indukci prozánětlivé odpovědi. Toto zjištění upozorňuje na možný negativní dopad při využívání běžného benzínu, zatímco odpověď na alternativní palivo s vyšším obsahem ethanolu byla relativně slabá.
Porovnání produkce molekul souvisejících s imunitní odpovědí po expozici kultur MucilAir™ a BEAS-2B kompletním emisím a jejich organickým extraktům (EOM) z paliv E5 a E20 po dvou expozičních časech. (A) Produkce molekul souvisejících s imunitní odpovědí po expozici kultur MucilAir™ a BEAS-2B kompletním emisím z paliv E5 a E20 po dvou expozičních časech (T1 a T5). (B) Porovnání produkce molekul souvisejících s imunitní odpovědí po expozici kultur MucilAir™ a BEAS-2B organickým extraktům z kompletních emisí z paliv E5 a E20 po dvou expozičních časech (T1 a T5). Červená barva znázorňuje nárůst a zelená pokles hladiny daného markeru poté, co byly porovnány hodnoty mezi exponovaným vzorkem a kontrolou v daném časovém bodě. ND značí nedetekovatelnou hodnotu.
Publikace:
Rössner, P., Červená, T., Vojtíšek-Lom, M., Neca, J., Ciganek, M., Vrbová, K., Ambrož, A., Nováková, Z., Elzeinová, F., Šíma, M., Šímová, Z., Holáň, V., Beránek, V., Pechout, M., Macoun, D., Rössnerová, A., Topinka, J.: (2021) Markers of lipid oxidation and inflammation in bronchial cells exposed to complete gasoline emissions and their organic extracts. Chemosphere. 281: 130833.