Μελέτη in vitro της βιολογικής δραστικότητας των αιωρούμενων σωματιδίων της ατμόσφαιρας με χρήση ευκαρυωτικών και βακτηριακών κυττάρων
Authors: Βελαλή Αικατερίνη 
Published: September 2021

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκε η βιοδραστικότητα των υδατοδιαλυτών και των οργανικών εκχυλισμάτων των αιωρούμενων σωματιδίων που συλλέχθηκαν από δύο διαφορετικές περιοχές της Θεσσαλονίκης, μία περιοχή αστικής κυκλοφορίας και μία περιοχή αστικού υποβάθρου, κατά τη διάρκεια της χειμερινής αλλά και της καλοκαιρινής περιόδου και τα οποία χωρίστηκαν ανάλογα με το μέγεθος της διαμέτρου τους σε επιμέρους κλάσματα. Στα πλαίσια της βιοδραστικότητας των υδατοδιαλυτών εκχυλισμάτων των αιωρούμενων σωματιδίων, αρχικά μελετήθηκε η πιθανή τους κυτταροτοξικότητα με το MTT τεστ σε ανθρώπινα κύτταρα πνεύμονα MRC-5. Αφού διαπιστώθηκε η κυτταροτοξική τους δράση, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός της LDH, ο οποίος έδειξε ότι αυτά τα σωματίδια δεν προκαλούν λύση της κυτταρικής μεμβράνης των εκτεθειμένων κυττάρων. Στη συνέχεια εξετάστηκε η πιθανή βλάβη του DNA των κυττάρων τα οποία εκτέθηκαν στα υδατικά εκχυλίσματα αιωρούμενων σωματιδίων με το comet assay κι αυτή βρέθηκε μεγαλύτερη για τα λεπτότερα σωματίδια. Ακολούθησε η μελέτη της βιοδραστικότητας των οργανικών εκχυλισμάτων των αιωρούμενων σωματιδίων. Αρχικά προσδιορίστηκε η πιθανή κυτταροτοξικότητά τους σε κύτταρα MRC-5 χρησιμοποιώντας και πάλι το MTT τεστ. Τα αποτελέσματα της απελευθερωμένης LDH και της βαφής με τα φθορίζοντα ισοθειακυανικά δεξτράνια εκτεθειμένων κυττάρων στα οργανικά εκχυλίσματα των αιωρούμενων σωματιδίων έδειξαν ότι η διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης πιθανόν αλλάζει μετά την έκθεση των κυττάρων, αλλά δε λύεται. Ακολούθησε μελέτη του DNA των εκτεθειμένων κυττάρων MRC-5 στα οργανικά εκχυλίσματα των αιωρούμενων σωματιδίων με το comet assay αλλά και με τον προσδιορισμό του οξειδωτικού προϊόντος του DNA, την 8-δεοξυγουανοσίνη (8-OHdG). Πράγματι, παρατηρήθηκαν βλάβες στο DNA και με τις δύο μεθόδους, οι οποίες επιβεβαιώνονται και με τον κατακερματισμό του απομονωμένου DNA κυττάρων MRC-5. Στη συνέχεια της διδακτορικής διατριβής έγινε προσδιορισμός του ενζύμου της PARP. Τα περισσότερα πρωτεϊνικά εκχυλίσματα των εκτεθειμένων κυττάρων MRC-5 σε οργανικά εκχυλίσματα αιωρούμενων σωματιδίων εμφάνισαν αύξηση στη δραστικότητα της PARP. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τις μορφολογικές αλλοιώσεις της κυτταρικής μεμβράνης, τον κατακερματισμό του DNA και την ανάλυση με Western Blot, η οποία έδειξε ότι το ένζυμο της PARP διασπάται από τις κασπάσες σε δύο θραύσματα (ένα των 85 κι ένα των 26 kDa) συνηγορούν ως προς τον πιθανό επαγόμενο μηχανισμό απόπτωσης των κυττάρων MRC-5 από τα οργανικά εκχυλίσματα των αιωρούμενων σωματιδίων. Σε ένα άλλο στάδιο της διδακτορικής διατριβής πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός του παράγοντα νέκρωσης όγκου TNF-α με την μέθοδο ELISA, ο οποίος βρέθηκε αυξημένος στα εκτεθειμένα κύτταρα. Σε ένα επόμενο στάδιο της διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η πιθανή επαγωγή οξειδωτικού στρες και υπεροξείδωσης λιπιδίων από οργανικά εκχυλίσματα αιωρούμενων σωματιδίων σε βακτηριακά κύτταρα E.coli, οι οποίες βρέθηκαν μεγαλύτερες για τα σωματίδια της μικρότερης διαμέτρου στην περιοχή αστικής κυκλοφορίας. Όσον αφορά, τη μεταλλαξιγόνο δράση των οργανικών εκχυλισμάτων των αιωρούμενων σωματιδίων, η οποία προσδιορίστηκε με το Ames τεστ, αυτή εμφανίστηκε μεγαλύτερη για το οργανικό κλάσμα POF. Τέλος, η μεγαλύτερη κυτταροτοξικότητα και γενοτοξικότητα όταν εξετάστηκαν τα εκχυλίσματα σωματιδίων από πηγές εκπομπής, εμφανίστηκε για τα οργανικά εκχυλίσματα σωματιδίων από καυσαέρια πετρελαιοκίνητων αυτοκινήτων.