Oddělení se zabývá studiem toxických účinků vyráběných nanočástic i jemných částic z ovzduší v lidských buněčných liniích a v 3D plicních modelech (systém MucilAirTM). V molekulárně-epidemiologických studiích je hodnocen vliv znečištěného životního prostředí na člověka. Výzkum se též věnuje kmenovým buňkám a jejich roli při hojení a regeneraci poškozených tkání. Používané metody zahrnují stanovení cytotoxicity, detekci oxidačního poškození makromolekul (ELISA), změny integrity DNA (kometový test, analýza mikrojader a chromozomálních aberací), genové a proteinové exprese (RT-PCR, NGS, Western blotting), epigenetických parametrů (miRNA, metylace DNA) a reparace DNA.
Vliv extrahovatelné organické hmoty z emisí benzínu a alternativního paliva na bronchiální buněčné modely (BEAS-2B, MucilAir™)
Znečištěné ovzduší způsobené silniční dopravou má nepříznivý dopad na životní prostředí a také na lidské zdraví. Ve studii jsme se zaměřili na extrahovatelnou organickou hmotu z emisí z paliv s různým obsahem ethanolu. Měřili jsme jejich cytotoxicitu, kvantifikovali jsme produkci mucinu a reaktivních forem kyslíku, detekovali jsme zlomy DNA a také jsme provedli analýzu exprese vybraných genů po jednodenní a pětidenní expozici lidských bronchiálních epiteliálních buněk (BEAS-2B) a 3D buněčných modelů z lidských dýchacích cest. Naše výsledky naznačují, že delší expozice má silnější vliv na vybrané parametry cytotoxicity, zatímco vliv na produkci reaktivních forem kyslíku a integritu DNA byl omezený.
Počty specificky deregulovaných genů po porovnání pětidenní s jednodenní expozicí. Při porovnání pětidenní a jednodenní expozice buněčného modelu MucilAir™ organické hmotě z emisí paliva E5 nebyly detekovány žádné deregulované geny; naopak u buněk BEAS-2B došlo po stejné expozici k deregulaci 13 genů. Organická hmota z paliva E20 způsobila deregulaci 5 genů u modelu MucilAir™ a 8 genů u BEAS-2B při porovnání pětidenní s jednodenní expozicí.
Publikace:
Šíma, M., Červená, T., Elzeinová, F., Ambrož, A., Beránek, V., Vojtíšek-Lom, M., Kléma, J., Ciganek, M., Rössner, P.: (2022) The impact of extractable organic matter from gasoline and alternative fuel emissions on bronchial cell models (BEAS-2B, MucilAir™). Toxicology in vitro. 80: 105316. doi: 10.1016/j.tiv.2022.105316. Epub 2022 Jan 21. PMID: 35066112.
Kvalita stravy těhotných žen a zdravotní stav novorozenců
Studie hodnotila kvalitu stravy těhotných žen a zdravotní stav novorozenců. Výsledky ukázaly, že většina těhotných žen neměla dostatečný příjem zeleniny, mléčných výrobků a vlákniny. Příjem většiny perzistentních organických polutantů nepřekračoval doporučené limity, pouze příjem perfluorovaných látek byl u 7,8 % žen nadlimitní. Porodní váha vykazovala pozitivní vztah s příjmem bílkovin. Oxidační stres novorozenců vykazoval pozitivní vztah s příjmem DDT a negativní vztah s příjmem bílkovin.
Grafický abstrakt studie a jejích výsledků. Nejprve byla z podrobných záznamů jídelníčků těhotných žen vyhodnocena nutriční kvalita stravy (1) a chemickou analýzou vzorků stravy její kontaminace perzistentními organickými polutanty (2). Následně byly studovány souvislosti těchto dvou faktorů s porodní hmotností (3) a oxidačním stresem novorozenců (4).
Publikace:
Pavlíková, J., Ambrož, A., Hoňková, K., Chvojková, I., Šrám, R.J., Rössner, P., Topinka, J., Gramblička, T., Parizek, O., Parizkova, D., Pulcmanová, J., Rössnerová, A.: (2022) Maternal Diet Quality and Health Status of Newborns. Foods. 11(23): 3893.
Markery oxidace lipidů a zánětu u bronchiálních buněk exponovaných benzínovým emisím a jejich organickým extraktům
Studovali jsme markery související se zánětlivou odpovědí v lidských bronchiálních buňkách a v 3D buněčném modelu z lidských dýchacích cest po expozici kompletním emisím a jejich organickým extraktům ze dvou typů benzínových paliv. Expozice 3D modelu emisím z běžného benzínu vedla k indukci prozánětlivé odpovědi. Toto zjištění upozorňuje na možný negativní dopad při využívání běžného benzínu, zatímco odpověď na alternativní palivo s vyšším obsahem ethanolu byla relativně slabá.
Porovnání produkce molekul souvisejících s imunitní odpovědí po expozici kultur MucilAir™ a BEAS-2B kompletním emisím a jejich organickým extraktům (EOM) z paliv E5 a E20 po dvou expozičních časech. (A) Produkce molekul souvisejících s imunitní odpovědí po expozici kultur MucilAir™ a BEAS-2B kompletním emisím z paliv E5 a E20 po dvou expozičních časech (T1 a T5). (B) Porovnání produkce molekul souvisejících s imunitní odpovědí po expozici kultur MucilAir™ a BEAS-2B organickým extraktům z kompletních emisí z paliv E5 a E20 po dvou expozičních časech (T1 a T5). Červená barva znázorňuje nárůst a zelená pokles hladiny daného markeru poté, co byly porovnány hodnoty mezi exponovaným vzorkem a kontrolou v daném časovém bodě. ND značí nedetekovatelnou hodnotu.
Publikace:
Rössner, P., Červená, T., Vojtíšek-Lom, M., Neca, J., Ciganek, M., Vrbová, K., Ambrož, A., Nováková, Z., Elzeinová, F., Šíma, M., Šímová, Z., Holáň, V., Beránek, V., Pechout, M., Macoun, D., Rössnerová, A., Topinka, J.: (2021) Markers of lipid oxidation and inflammation in bronchial cells exposed to complete gasoline emissions and their organic extracts. Chemosphere. 281: 130833.
Individuální změny v metylaci DNA u osob exponovaných nanočásticemi analyzované ve čtyřech po sobě jdoucích letech
Naše studie se věnovala vlivu expozice nanočásticím na metylaci DNA. Cílem bylo mapování změn metylace v čase na individuální úrovni během čtyř let. Výsledky ukázaly na fluktuace v nastavení metylace jak exponovaných, tak kontrolních osob. Celkově byly tyto změny rozsáhlejší u jedinců exponovaných, bylo však nalezeno několik míst, kde ke změnám na rozdíl od kontrolní skupiny prakticky nedocházelo. Právě tato místa jsou spojována s procesem adaptace, která je fixována procesem epigenetické paměti.
Změny v metylaci DNA na individuální úrovni. Příklady změn v metylaci DNA na individuální úrovni u osob exponovaných nanočásticemi (#1–#10) a kontrol (#11–#14) zjištěných analýzou hlavních komponentů v průběhu čtyř let (2016–2019): výsledky všech CpG míst analyzovaných pomocí 850K metylačních čipů.
Publikace:
Rössnerová, A., Hoňková, K., Chvojková, I., Pelcová, D., Ždímal, V., Hubáček, J. A., Lischková, L., Vlčková, Š., Ondráček, J., Dvořáčková, Š., Topinka, J., Rössner, P.: (2021) Individual DNA Methylation Pattern Shifts in Nanoparticles-Exposed Workers Analyzed in Four Consecutive Years. International Journal of Molecular Sciences. 22(15): 7834. PMID: 34360600, PMCID: PMC8346047, doi: 10.3390/ijms22157834 (IF = 5.924).
Projekty
2024–2026
Obnova a modernizace národní infrastruktury pro translační medicínu EATRIS-CZ
Oddělení toxikologie a molekulární epidemiologieErdem J. S.Závodná T.Ervik T. K.Skare Ø.Hron T.Anmarkrud K. H.Kuśnierczyk A.Catalán J.Ellingsen D. G.Topinka J.Zienolddiny-Narui S.
2023
Front Immunol . 2023 Jan 27:14:1111123. doi: 10.3389/fimmu.2023.1111123. eCollection 2023.
Oddělení toxikologie a molekulární epidemiologieSilvonen V.Salo L.Raunima T.Vojtisek-Lom M.Ondracek J.Topinka J.Schins R. P. F.Lepistö T.Lintusaari H.Saarikoski S.Barreira L. M. F.Hoivala J.Markkula L.Kulmala IVinha J.Karjalainen P.Rönkkö T.
2023
Building and Environment. 246: 110999. Volume 246, 1 December 2023, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110999
Oddělení toxikologie a molekulární epidemiologieLepistö T.Lintusaari H.Oudin A.Barreira L. M. F.Niemi J. V.Karjalainen P.Salo L.Silvonen V.Markkula L.Hoivala J.Marjanen P.Martikainen S.Aurela M.Reyes F. R.Oyola P.Kuuluvainen H.Manninen H. E.Schins R. P. F.Vojtisek-Lom M.Ondracek J.Topinka J.Timonen H.Jalava P.Saarikoski S.Rönkkö T.
2023
Environ Int. 2023 Oct:180:108224. doi: 10.1016/j.envint.2023.108224. Epub 2023 Sep 20.