Evaluation of Cytotoxic Effects of 2-Monochloropropanediol (2-MCPD) on Mouse TM3 Leydig and TM4 Sertoli Cells in vitro

Aim: 2-Monochloropropanediol (2-MCPD), 3-monochloropropanediol (3-MCPD), their esters and glycidyl fatty acid esters (GE)are important food contaminants originating mainly during food processing. Recently, the detection of these contaminantsin different foods and vegetable oils, especially in palm oil, margarines, and processed foods such as pastries and cakes andin baby foods raises concerns about their safety. According to the European Food Safety Authority (EFSA) scientific report published in May 2016, foods and vegetable oil contaminated with 3-MCPD, 2-MCPD and their fatty acid esters and GE werereported as harmful to human health. However, limited data on 2-MCPD toxicity preclude a complete assessment of itstoxicity. For this reason, the cytotoxic, apoptotic effects and deoxyribonucleic acid (DNA) damage potential of 2-MCPD wereevaluated on TM3 Leydig and TM4 Sertoli cells. Material and method: The cell viability was evaluated by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT)and neutral red uptake (NRU) assays. Annexin V-FITC/PI double staining kit was used to indicate the type of cell death by flowcytometry. The alkaline comet assay was used to estimate the genotoxic effect.Results: The cell viability assays showed that 2-MCPD was not cytotoxic within the tested concentrations up to 1000 µM onboth cell lines. These sub-toxic concentrations of 2-MCPD (1-1000 µM) also did not induce DNA damage both on TM3 Leydigand TM4 Sertoli cells.Conclusion: Although results demonstrate that tested concentrations of 2-MCPD (1-1000 µM) were neither cytotoxic norapoptotic but may cause cell death and DNA damage at higher concentrations. On the other hand, those high concentrationsare far from the daily exposure doses.

2-Monokloropropandiol (2-MCPD)’nin Sitotoksik Etkilerinin Fare TM3 Leydig ve TM4Sertoli Hücreleri Üzerinde in vitro Değerlendirilmesi

Amaç: 2-monokloropropandiol (2-MCPD), 3-monokloropropandiol (3-MCPD) ve esterleri ile glisidil yağ asidi esteri (GE), gıda veya gıda işlem kaynaklı kontaminantlar olarak adlandırılmaktadır. Bu gıda kontaminantlarının başta palmiye yağı olmak üzere bitkisel yağlar, margarinler, pasta ve kek gibi işlem görmüş gıdalarda ve bebek mamalarında tespit edilmesi, güvenlikleri konusundaki ilgiyi arttırmıştır. Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi’nin (European Food Safety Authority, EFSA) Mayıs 2016 yılında yayınlamış olduğu bilimsel görüşe göre bitkisel yağ ve işlenmiş gıdalarda bulunan GE, 3-MCPD, 2-MCPD ve bunların yağ asidi esterlerinin insan sağlığı için zararlı olduğu raporlanmıştır. Ancak 2-MCPD toksisitesi hakkında yeterli veri olmadığı için tam bir değerlendirme yapılamamıştır. Bu amaçla 2-MCPD’nin, TM3 Leydig ve TM4 Sertoli hücre hatları üzerinde in vitro sitotoksik, apoptotik etkileri ve deoksiribonükleik asit (DNA) hasarı yapma potansiyeli değerlendirilmiştir.Gereç ve Yöntem: Hücre canlılığı, 3-(4,5-dimetiltiyazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromid (MTT) ve nötral kırmızısı alım (NRU) yöntemleri ile değerlendirilmiştir. Akış sitometrisi ile hücre ölüm tipinin belirlenmesinde aneksin V-FITC/PI ikili boyama kiti kullanılmıştır. Genotoksisite değerlendirmesinde komet yöntemi uygulanmıştır. Bulgular: Hücre canlılık yöntemleri sonucu 2-MCPD’nin test edilen konsantrasyonlarda 1000 µM’a kadar sitotoksik olmadığı tespit edilmiştir. Aynı zamanda 2-MCPD’nin, sub-toksik konsantrasyonlarda (1-1000 µM) her iki hücre hattında da (TM3 Leydig ve TM4 Sertoli hücreleri) DNA hasarını indüklemediği bulunmuştur. Sonuç: 2-MCPD, her ne kadar test edilen konsantrasyonlarda (1-1000 µM) sitotoksik ve apoptotik etki göstermese de daha yüksek konsantrasyonlarda hücre ölümüne ve DNA hasarına neden olabilir. Ancak bu yüksek konsantrasyonlar günlük maruziyet dozlarından çok uzaktır.

___

  • 1. EFSA (European Food Safety Authority). Chemicals in Food 2016. Overview of selected data collection. Available from: https://www.efsa.europa.eu/ sites/default/files/corporate_publications/ files/161215chemicalsinfoodreport.pdf Accessed December 10, 2019.
  • 2. EFSA (European Food Safety Authority). Risks for human health related to the presence of 3- and 2-monochloropropanediol (MCPD), and their fatty acid esters, and glycidyl fatty acid esters in food. EFSA J. 2016;14(5):4426.
  • 3. NTP (National Toxicology Program). Toxicology and carcinogenesis studies of glycidol (CAS No. 556-52-5) in genetically modified haplo insufficient p16Ink4a/p19Arf mice (gavage study). Natl Toxicol Program Genet Modif Model Rep. 2007;13:1-81.
  • 4. Cho WS, Han BS, Lee H, Kim C, Nam KT, Park K, et al. Sub chronic toxicity study of 3-monochloropropane-1,2-diol administered by drinking water to B6C3F1 mice. Food Chem Toxicol. 2008;46:1666-73.
  • 5. Cho WS, Han BS, Nam KT, Park K, Choi M, Kim SH, et al. Carcinogenicity study of 3-monochloropropane-1,2-diol in Sprague-Dawley rats. Food Chem Toxicol. 2008;46:3172-7.
  • 6. IARC (International Agency for Research on Cancer). Some chemicals present in industrial and consumer products, food and drinking-water. IARC Monographs. 2012;101:349-74.
  • 7. Kuhlmann J. Determination of bound 2,3-epoxy-1- propanol (glycidol) and bound monochloropropanediol (MCPD) in refined oils. Eur J Lipid Sci Technol. 2011;113:335-44.
  • 8. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods. 1983;65:55-63.
  • 9. Repetto G, del Peso A, Zurita JL. Neutral red uptake assay for the estimation of cell viability/cytotoxicity. Nat Protoc. 2008;3(7):1125-31.
  • 10. Singh NP, Mccoy MT, Tice RR, Schneder EL. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp Cell Res. 1988;175(1):184-91.
  • 11. Buhrke T, Frenzel F, Kuhlmann J, Lampen A. 2-Chloro-1,3-propanediol (2-MCPD) and its fatty acid esters: cytotoxicity, metabolism, and transport by human intestinal Caco-2 cells. Arch Toxicol. 2015;89(12):2243- 51.
  • 12. Kaze N, Watanabe Y, Sato H, Murota K, Kotaniguchi M, Yamamoto H, et al. Estimation of the intestinal absorption and metabolism behaviors of 2- and 3-Monochloropropanediol esters. Lipids. 2016;51(8):913- 22.
  • 13. Schultrich K, Henderson CJ, Buhrke T, Braeuning A. Effects of 2-MCPD on oxidative stress in different organs of male mice. Food Chem Toxicol. 2020 May 29;142:111459.
  • 14. Grosse Y, Baan R, Secretan-Lauby B, El Ghissassi F, Bouvard V, Benbrahim-Tallaa L, et al. Carcinogenicity of chemicals in industrial and consumer products, food contaminants and flavorings, and water chlorination by products. Lancet Oncol. 2011;12:328-9.
  • 15. Sawada S, Oberemm A, Buhrke T, Meckert C, Rozycki C, Braeuning A, et al. Proteomic analysis of 3-MCPD and 3-MCPD dipalmitate toxicity in rat testis. Food Chem Toxicol. 2015;83:84-92.
  • 16. Kirton KT, Ericsson RJ, Ray JA, Forbes AD. Male antifertility compounds: efficacy of U-5897 in primates (Macacamulatta). J Reproduction Fertil. 1970;21(2):275- 8.
  • 17. Jones AR. Antifertility actions of alpha-chlorohydrin in the male. Aust J Biol Sci. 1983;36(4):333-50.
  • 18. Schultrich K, Frenzel F, Oberemm A, Buhrke T, Braeuning A, Lampen A. Comparative proteomic analysis of 2-MCPD- and 3-MCPD-induced heart toxicity in the rat. Arch Toxicol. 2017;91(9):3145-55.
  • 19. Marchesini M, Huggett A. The acute toxicity of 2-chloropropan 1,2 diol (up and down test) Unpublished report No. FS-RN920011 submitted to WHO by Nestec Ltd, Research & Development, Switzerland. 1992.
  • 20. Ericsson RJ, Baker VF. Male antifertility compounds: biological properties of U-5897 and U-l5, 646. J Reprod Fertil. 1970;21:267-73.
  • 21. Schilter B, Scholz G, Seefelder W. Fatty acid esters of chloropropanols and related compounds in food: Toxicological aspects. Eur J Lipid Sci Technol. 2011;113:309-13.
  • 22. Frei H, Würgler, FE. The vicinal chloroalcohols 1,3-dichloro-2-propanol (DC2P), 3-chloro-1,2- propanediol (3-CPD) and 2-chloro-1,3-propanediol (2- CPD) are not genotoxic in vivo in the wing spot test of Drosophila melanogaster. Mutat Res. 1997;394:59-68.
  • 23. Zhang Z, Yang P, Gao B, Huang G, Liu M, Yu LL. Synthesis of 2-Monochloropanol fatty acid esters and their acute oral toxicities in Swiss mice. J Agric Food Chem. 2019;6713:3789-95.
Beslenme ve Diyet Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-3089
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1972
  • Yayıncı: Türkiye Diyestisyenler Derneği
Sayıdaki Diğer Makaleler

Romatoid Artritli Kadın Hastalarda Beslenme Durumunun Değerlendirilmesi

Hülya OĞUR, Rezzan GÜNAYDIN, Neslişah RAKICIOĞLU

Yaşam Tarzı Müdahalelerinin Gestasyonel Vücut Ağırlığı Kazanımı ve Gebelik Komplikasyonları Üzerine Etkisi

Yasemin KARAAĞAÇ, Hülya YARDIMCI

Kistik Fibrozis ile İlişkili Diyabet: Bir Olgu Sunumu

Rukiye BOZBULUT, Esra DÖĞER, Tuğba ŞİŞMANLAR EYÜBOĞLU, Zekiye KÜPÇÜ, Aysun BİDECİ, Orhun ÇAMURDAN, Peyami CİNAZ, AYŞE TANA ASLAN

2-Monokloropropandiol (2-MCPD)’nin Sitotoksik Etkilerinin Fare TM3 Leydig ve TM4 Sertoli Hücreleri Üzerinde in vitro Değerlendirilmesi

Can YALÇIN, SEZEN YILMAZ SARIALTIN, Mahmoud ABUDAYYAK, Engin YENİLMEZ

Modern Çağın Sorunu Olarak “Çocukluk Çağı Obezitesi”: Sosyal Hizmet Uzmanı ve Diyetisyen İşbirliğinin Önemi

Filiz YILDIRIM, Emine SADAK

Evaluation of Cytotoxic Effects of 2-Monochloropropanediol (2-MCPD) on Mouse TM3 Leydig and TM4 Sertoli Cells in vitro

Sezen YILMAZ SARIALTIN, Mahmoud ABUDAYYAK, Engin YENİLMEZ, Can Özgür YALÇIN

Annelere Verilen Eğitimin Tamamlayıcı Beslenme Üzerine Etkisi

Gizem AYTEKİN ŞAHİN, Neşe KAYA, Meda KONDOLOT

Yeni Koronavirüs (SARS-CoV-2/COVID-19) Pandemisi Sırasında Beslenme Tedavisi ve Önemi

Mücahit MUSLU, Dilek ÖZÖELİK ERSÜ

Tip 1 Diyabetli Çocuk ve Adölesanların Diyet Kalitesi, Diyet Asit Yükü ve Glisemik Kontrol ile İlişkisi

Zeynep CAFEROĞLU, Gizem AYTEKİN ŞAHİN, Nihal HATİPOĞLU, Neriman İNANÇ

Aralıklı Açlık Diyetleri ve Düşük Karbonhidratlı Diyetlerin Obezite Tedavisindeki Etkisi

Gökçe Sueda AYDOĞDU, Gamze AKBULUT