Jaterní steatóza asociovaná s metabolickou dysfunkcí (MASLD) je
chronické onemocnění jater, jehož prevalence stále roste. Jeho
vznik je spojen s rizikovými faktory jako je obezita, diabetes,
dyslipedime, metabolický syndrom, ale také expozice
kontaminantům z prostředí a potravin. Narůstá množství důkazů o
tom, že endokrinní disruptory (EDC) a další toxické látky mohou
působit jako chemikálie narušující metabolismus (MDC), a
expozice těmto látkám může být spojena s metabolickými
onemocněními jako je obezita, diabetes, ale také MASLD.
Toxikologické a mechanistické porozumění roli EDC při vzniku a
vývoji MASLD je však stále omezené. Rovněž chybí účinné
nástroje pro predikci narušení metabolismu, což brání
komplexnímu hodnocení rizik pro lidské zdraví a regulačním
rozhodnutím.
Tato práce zkoumala v lidských jaterních buňkách účinky
vybraných EDC a přírodních toxinů z cyanobakterií na klíčové
události a buněčné procesy zapojené do vzniku a vývoje MASLD, a
dále také metody pro minimalizaci možných škodlivých dopadů
těchto látek. Pomocí 2D in vitro modelu buněk lidského
hepatoblastomu HepG2 se ukázalo, že EDC jako PFOA, bisfenol F,
DDE a butylparaben, indukují akumulaci lipidů a narušují
metabolismus lipidů v těchto lidských jaterních buňkách. V
kombinaci s automatizovaným zobrazováním a qPCR analýzou
exprese genů souvisejících s metabolismem lipidů, účinky látek
byly v tomto modelu buněk rostoucích v jednoduché vrstvě
detekovatelné při nízkých koncentracích (1 nM–1 µM) po
krátkodobé (48 h) expozici. Tento přístup se proto jeví jako
slibný nástroj pro screening steatogenních účinků chemikálií.
Pokročilé trojrozměrné (3D) kultury HepG2 sféroidů, které lépe
napodobují fyziologické vlastnosti hepatocytů—jako je exprese a
funkce hepatobiliárních transportérů a biotransformačních
enzymů—zvýšily citlivost HepG2 buněk k působení toxinů
cyanobakterií, cylindrospermopsinu (CYN) a microcystinu-LR
(MC-LR). Pomocí tohoto in vitro modelu, ve spojení s
automatizovaným zobrazováním, qPCR, cílenou LC-MS/MS
proteomikou a lipidomikou, bylo zjištěno, že CYN indukoval
akumulaci lipidů a tvorbu tukových kapének, zvyšoval hladinu
proteinu perilipinu 2 a narušoval dráhy metabolismu lipidů.
MC-LR naopak nevykazoval steatogenní aktivitu, avšak výrazně
narušil některé funkce hepatocytů, včetně exprese a aktivity
hepatobiliárních transportérů, což jsou faktory, které mohou
přispívat k rozvoji chronických onemocnění jater.Kromě toho
byly kultury jaterních 3D sféroidů použity k hodnocení toxicity
degradačních produktů CYN vzniklých radikálovými reakcemi,
které představují slibnou technologii pro aplikace úpravy pitné
vody. Ačkoli některé z časně vznikajících transformačních
produktů vykazovaly reziduální toxicitu, s rostoucí dobou
trvání radikálové reakce došlo k účinné eliminaci toxicity jak
meziproduktů, tak mateřské sloučeniny.Tyto nové poznatky
pomáhají porozumět roli chemických expozic při vzniku a vývoji
MASLD a chronických onemocnění jater. Zároveň ukazují, že in
vitro modely mohou být účinně využity nejen pro identifikaci a
hodnocení nebezpečnosti chemických látek narušujících jaterní
metabolismus, ale také pro vývoj technologií vedoucích ke
zmírnění zdravotních rizik.