Phototoxicity of particulate matter PM2.5 studied in vitro on skin cells

W niniejszej pracy zbadano wpływ fototoksyczności pyłu zawieszonego PM2.5 pochodzącego z okresu wiosny i jesieni 2019 roku zebranego w Krakowie na komórki skóry w warunkach in vitro. Efekt fototoksyczny zbadano przy pomocy oznaczenia aktywności metabolicznej komórek oraz integralości błony komórkowej barwieniem jodkiem propidyny. Wpływ pyłu na biologiczne parametry komórek oznaczono poprzez analizę zdolności migracyjnej komórek (test zarastania rysy). W celu wyjaśnienia fototoksycznego mechanizmu działania pyłu zbadano rodzaj reaktywnych form tlenu generowanych przez cząstki pyłu metodą pułapkowania spinowego oraz właściwości fizycznych cząstek, wykorzystując mikroskopię sił atomowych. Uzyskane wyniki wskazują na znacznie większą fototoksyczność pyłów zawieszonych pochodzących z jesieni w porównaniu do wiosny. Wykazano, że fotogenerowane przez czastki pyłu rodniki pochodzące z obu pór roku są tego samego rodzaju. Stwierdzono natomiast istotne różnice we właściwościach fizycznych pyłów zawieszonych, którym przypisuje się obserwowane różnice w fototoksyczności na komórkach.In the following work, the effect of phototoxicity of fine particulate matter PM2.5 obtained from spring and autumn of 2019 in Krakow on skin cells in vitro was examined. The phototoxic effect was investigated by assaying the metabolic activity of the cells and by examining the integrity of the cell membrane employing propidium iodide staining. The impact of particulate matter on the biological parameters of cells was investigated by examining the cells migrative abilities using the scratch assay. To determine the mechanism of particle phototoxicity the type of reactive oxygen species generated by the particles was identified employing spin trapping as well as their physical parameters were determined using atomic force microscopy. The obtained results indicate a much higher phototoxicity of particulate matter from autumn compared to spring. It was shown that the radicals photogenerated by the particles from both seasons are of the same type. However, significant differences were found in the physical properties of the particles, which are attributed to the observed differences in phototoxicity on cells