Detailed Information on Publication Record
2019
Possible use of a Nicotiana tabacum ‘Bright Yellow 2’ cell suspension as a model to assess phytotoxicity of pharmaceuticals (diclofenac)
SVOBODNÍKOVÁ, Lucie, Marie KUMMEROVÁ, Štěpán ZEZULKA and Petr BABULABasic information
Original name
Possible use of a Nicotiana tabacum ‘Bright Yellow 2’ cell suspension as a model to assess phytotoxicity of pharmaceuticals (diclofenac)
Name in Czech
Možnost využití buněčné suspenze Nicotiana tabacum ‘Bright Yellow 2’ jako modelu pro hodnocení fytotoxicity léčiv (diklofenak)
Authors
SVOBODNÍKOVÁ, Lucie (203 Czech Republic, belonging to the institution), Marie KUMMEROVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Štěpán ZEZULKA (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution) and Petr BABULA (203 Czech Republic, belonging to the institution)
Edition
Ecotoxicology and Environmental Safety, SAN DIEGO, ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE, 2019, 0147-6513
Other information
Language
English
Type of outcome
Článek v odborném periodiku
Field of Study
10611 Plant sciences, botany
Country of publisher
United States of America
Confidentiality degree
není předmětem státního či obchodního tajemství
References:
Impact factor
Impact factor: 4.872
RIV identification code
RIV/00216224:14310/19:00107571
Organization unit
Faculty of Science
UT WoS
000480673000002
Keywords (in Czech)
tabák BY-2; diklofenak; viabilita buněk; oxidativní stres; mitotický index; apoptóza
Keywords in English
Tobacco BY-2; Diclofenac; Cell viability; Oxidative stress; Mitotic index; Apoptosis
Tags
International impact, Reviewed
Změněno: 24/3/2020 10:55, Mgr. Marie Šípková, DiS.
V originále
Growth and developmental changes in plants induced by pharmaceuticals reflect changes in processes at the cellular and subcellular levels. Due to their growth and cellular characteristics, plant cell suspension cultures can be a suitable model for assessing toxicity. In this study, 10–1000 ug/L of the non-steroidal anti-inflammatory drug diclofenac (DCF) decreased the viability of Nicotiana tabacum BY-2 cells after 24 h of treatment. Further, 0.1–10 mg/L DCF diminished the density of the cell suspension by 9–46% after 96 h of treatment, but at 1 and 10 ug/L, DCF increased the density by 13% and 5%, respectively, after 120 h. These changes were accompanied by increased production of total reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial superoxide (up to 17-fold and 5-fold, respectively), and a decrease in the mitochondrial membrane potential (by ~64%) especially at 1000 ug/L DCF. The increased ROS production was accompanied by decrease in level of reactive nitrogen species (RNS; by 36%) and total thiols (by 61%). Damage to BY-2 cells was evidenced by accumulation of neutral red in acidic compartments (up to 10-fold at 1000 ug/L DCF), and increase of autophagic vacuole formation (up to 8-fold at 1000 ug/L DCF). Furthermore, irregular or stretched nuclei were observed in nearly 27% and 50% of cells at 100 and 1000 ug/L DCF, respectively. Highest levels of chromatin condensation (11% of cells) and apoptotic DNA fragmentation (7%) were found at 10 ug/L DCF. The results revealed a significant effect of DCF on BY-2 cells after 24 h of exposure. Changes in the growth and viability parameters were indisputably related to ROS and RNS production, changes in mitochondrial function, and possible activation of processes leading to cell death.
In Czech
Změny v růstu a vývoji rostlin indukované léčivy odrážejí změny v procesech na buněčné a subbuněčné úrovni. Díky jejich růstovým a buněčným charakteristikám, suspenze rostlinných buněk mohou být vhodným modelem pro studium toxicity. V této studii, 10–1000 ug/L nesteroidního protizánětlivého léku diklofenaku (DCF) snížilo viabilitu buněk Nicotiana tabacum BY-2 již po 24 h zatížení. DCF 0.1–10 mg/L dále snížil hustotu buněčné suspenze o 9–46% po 96 h, ale při 1 a 10 ug/L, DCF zvýšil hustotu o 13%, resp. 5% po 120 h. Tyto změny byly doprovázeny zvýšenou produkcí celkových reaktivních forem kyslíku (ROS) a mitochondriálního superoxidu (až 17-, respektive 5-násobně), a poklesem potenciálu mitochondriální membrány (o cca. 64%) zejména při 1000 ug/L DCF. Zvýšenou produkci ROS provázel pokles hladiny reaktivních forem dusíku (RNS; o 36%) a celkových thiolů (o 61%). Poškození buněk BY-2 bylo zvýrazněno akumulací neutrální červeně v kyselých kompartmentech (až 10-násobně při 1000 ug/L DCF), a zvýšením tvorby autofagických vakuol (až 8-násobně při 1000 ug/L DCF). Dále byly pozorovány nepravidelné nebo smrštěné jádra u téměř 27% a 50% buněk při 100 a 1000 ug/L DCF. Nejvyšší úrovně kondenzace chromatinu (11% buněk) a apoptické fragmentace DNA (7%) byly zjištěny už při 10 ug/L DCF. Výsledky dokládají významný účinek DCF na buňky BY-2 již po 24 h expozice. Změny v parametrech růstu a životaschopnosti neoddiskutovatelně souvisely s produkcí ROS a RNS, změnami ve funkci mitochondrií a možnou aktivací procesů vedoucích k buněčné smrti.
Links
| GF17-33746L, research and development project |
|