Toxic effects of nitro-PAHs and amino-PAHs in human bronchial epithelial BEAS-2B cells: role of DNA-damage response.

I denne studien har vi evaluert og sammenlignet effektene av ulike nitro-polisykliske aromatiske hydrokarboner (nitro-PAH), som er mutagene og karsinogene forbindelser, og finnes på forurensningspartikler fra blant annet dieseleksos. Humane bronkiale epitelceller (BEAS-2B) ble eksponert for 1-nitropyren (1-NP), 3-nitrofluoranten (3-NF) og 3-nitrobenzantron (3-NBA), og deres korresponderende amino-former, 1-AP, 3-AF og 3-ABA, i tillegg til 2-nitrobenzantron (2-NBA) og benzo[a]pyren (B[a]P). Etter eksaminering med fluorescens mikroskopi viste det seg at 3-NBA var mest cytotoksisk, og at nitro-forbindelsene var mer potente enn sine korresponderende amino-former. Bedømt ut fra nukleær kondensering og kløyving av caspase 3 og PARP, induserte 3-NBA hovedsaklig apoptotisk celledød. Alle forbindelsene, med unntak av 2-NBA og B[a]P, førte til en signifikant økning i frigjøringen av cytokinet CXCL8 (IL-8). Generelt induserte nitro-forbindelsene CXCL8 i større grad enn amino-forbindelsene. Amino-formene derimot gav økt frigjøring av CCL5 (RANTES). B[a]P førte til økt ekspresjon av AhR/ARNT-regulerte gener som CYP1A1/1B1, mens 3-NBA, 3-NF og 1-NP alle reduserte disse genuttrykkene, noe som indikerer AhR/ARNT-antagonisme. 3-NBA forårsaket mest DNA-skade, bedømt ut fra mengden DNA-addukter, DNA enkelttrådbrudd og akkumulering av celler i S-fase. Videre analyse av DNA-skaderesponsen (DDR) viste at 3-NBA aktiverte ATM, Chk2 og p53. Aktiveringen av p53 ble vist ved økt fosforylering og translokasjon til kjernen. 2-NBA, 1-NP og B[a]P førte ikke til fosforylering av disse proteinene. p53-hemmeren, pifithrin-α, reduserte mengden 3-NBA-indusert celledød, hvilket tyder på at DNA-skade/DDR-signalisering og aktivering av p53 er sentrale komponenter i slik celledød. Studien illustrerer at de ulike PAH har svært forskjellige toksiske potensialer (målt i celledød og cytokindannelse), og små endringer i molekylstruktur, så som plassering av nitro-grupper eller substitusjon av nitro- med en aminogruppe, har dramatisk innvirkning på toksisiteten