Endokrinní disrupcetoxické
účinky netoxických látek
Jiří Novák,
Klára Hilscherová
Biantox – Bioanalytical Toxicology
jiri.novak@recetox.muni.cz; klara.hilscherova@recetox.muni.cz
• široké spektrum látek
průmyslové látky, pesticidy,
látky z předmětů běžné
spotřeby, z čistících
prostředků, kosmetických
přípravků, přírodní látky
narušení hormonální rovnováhy organismů –
potenciální negativní následky pro celkovou
homeostázu, reprodukční, vývojové a behaviorální
funkce
Endokrinní disrupce (ED)
Následky ve volně žijících živočiších
• snížená plodnost, líhnivost, kvalita a kvantita spermatu
• změněný poměr pohlaví, feminizace, maskulinizace
• snížené přežívání mláďat
• změny chování
• malformace orgánů
• vymizení populací
Vlivy v lidské populaci?
• poruchy reprodukce, vývoje, chování
• změny poměru pohlaví
• poruchy imunity
• metabolické poruchy
• hormonálně podmíněné nádory
chemická
látka
makro-
molekulární
interakce
buněčná
odpověď
účinek
na orgán
odpověď
organismu
populační
odpověď
molekulární
iniciační
událost
klíčová
událost 1
klíčová
událost 2
škodlivý účinek
tkáňový
účinek
klíčová
událost 3
vlastnosti
chemické
látky
interakce
s receptory,
interakce s DNA,
vazba na proteiny,
oxidace
aktivace genu,
produkce
proteinu,
změna
signálování
změněná fyziologie,
narušená homeostáza,
narušení vývoje / funkcí
letalita,
narušení vývoje,
narušení
reprodukce
změna poměru
pohlaví,
vyhynutí
in silico, in chemico, in vitro, ex vivo in vivo
Dráha škodlivého účinku (Adverse Outcome Pathway - AOPwiki)
QSAR
Chemické
látky
interakce
s receptorem
Vazba na ER
Jaterní buňky
Změna exprese
proteinů
Vitelogenin
Játra
Změna hladin
proteinů
Gonády
Ova-testis
Sex-reversed
Plodnost
Sex reversal
Altered
behavior
Reproduction
in vivo
Skewed
Sex Ratios
Yr Class
in vitro
Hodnocení rizikCharakterizace toxicity
Anti/estrogenita
Estrogenní receptor (ER)
• vývoj pohlaví, řízení reprodukce, karcinogeneze,
ovlivňuje proliferaci, diferenciaci, vývoj a
homeostázu
Anti/androgenita
Androgenní receptor (AR)
• vývoj pohlaví, samčích pohlavních charakteristik,
řízení reprodukce, ovlivňuje růst, spermatogenezi
Systém thyroidních hormonů (TH)
• klíčový pro vývoj obratlovců, vývoj nervové
soustavy, kognitivní/ behaviorální změny v
organizmu
• Syntéza TH
• Transport TH
• Receptor pro TH Metabolizace TH
Anti/retinoidní aktivita
Receptor kyseliny retinové (RAR)
• reguluje růst, morfogenezi, apoptózu a
diferenciaci, ovlivňuje nervový a imunitní systém,
vidění a embryonální vývoj
Anti/glukokortikoidní aktivita
Glukokortikoidní receptor (GR)
• ovlivňuje vývoj, metabolismus, imunitní odpověď, reakci na
stres
Toxicita dioxinového typu
Aryl hydrokarbonový receptor (AhR)
• narušení funkce jater, imunity a reprodukce, hormonálních
signálních drah, endokrinního a nervového systému,
embryotoxicita
Obezogeneze
PPARγ ovlivnění metabolizmu, ovlivnění hospodaření s tuky,
diferenciace tukové tkáně
Studované typy ED efektů
Effect-directed analysis
-frakcionace komplexních směsí polutantů
-identifikace aktivních frakcí biotesty
-identifikace aktivních látek ve frakcích
Identifikace látek zodpovědných za ED
Pull-down assay
-identifikace látek ve komplexních směsích, které se vážou na
klíčový protein (receptor, transportér…)
Studované matrice životního prostředí
Vzduch
Prach
Voda
Sediment
Biota
Complex environmental mixtures of pollutants in surface
waters
Passive sampling - integrative
representative, low cost
Pharmaceuticals, pesticides and biocides, personal care products (PCPs), industrial
compounds, metabolites and transformation products, natural compounds
• EXPRO Project
LC-HRMS
Non-target screening
Bioanalytical assessment
in-vitro effects - endocrine disruption
Development of pull down assays
• novel approach for identification of active
compounds based on protein-ligand
interaction
• protein expression and purification
asf
Effect-directed analysis
Development of novel bioassays
Thyroid endoints – TTR, TPO, NIS
In situ experiment – fish in Živný
potok - Prachatice, CZ
Dang, 2021
INQUIRE: Improving indoor air quality and health: Identification of chemical
and biological determinants, their sources, and strategies to promote
healthier homes in Europe
inquire-he.eu
Bakalářská práce:
• Vývoj a optimalizace separačního systému pro následnou identifikaci
endokrinních disruptorů v komplexních environmentálních směsích
Diplomová práce:
• Pull-down assay jako nástroj pro separaci a identifikaci
environmentálních kontaminantů s potenciálem narušovat
hormonální regulaci
Aktuálně vypsaná témata studentských prací
Děkuji za pozornost
kontakt: doc. Mgr. Klára Hilscherová, Ph.D.
klara.hilscherova@recetox.muni.cz
RECETOX
Kamenice 753/5, D29
625 00 Brno