Endokrinně disruptivní potenciál metabolitů sinic a řas

Bc. et Bc. Tereza Procházková

Master's thesis

Endocrine disruptive potential of cyanobacterial and algal metabolites

Abstract:

Sekundární metabolity sinic a řas vykazují různou biologickou aktivitu. Mezi známé mechanismy působení patří např. inhibice proteinfosfatáz nebo inhibice syntézy proteinů. Nedávno však byla popsána i schopnost těchto látek interagovat s estrogenním receptorem. Tím by sinice a řasy mohly přispívat k endokrinně disruptivnímu potenciálu povrchových vod, zejména během jejich masivních rozvojů. V rámci této práce byla stanovována estrogenní aktivita extracelulárních metabolitů (exudátů) sinic a řas pomocí in vitro testu s buněčnou linií HeLa. V prvním experimentálním bloku byla hodnocena vnitrodruhová variabilita v produkci estrogenních látek u 2 druhů sinic a 1 druhu zelené řasy. Druhý experimentální blok byl zaměřen na hodnocení mezidruhové variability estrogenního potenciálu exudátů 11 kultur sinic a 4 kultur zelených řas. V jednotlivých vzorcích byla také stanovena koncentrace microcystinů. Estrogenní aktivita byla detekována ve všech vzorcích exudátů sinic i řas. Pozorovaná vnitrodruhová variabilita byla značná, hodnoty estrogenních ekvivalentů se obvykle pohybovaly v rozmezí desítek až stovek pg/l i v rámci jednoho druhu. Při hodnocení mezidruhové variability byly patrné velké rozdíly v odpovědích indukovaných jednotlivými kmeny. Nejvyšší účinek byl pozorován u exudátu sinice Sphaerospermum aphanizomenoides, který způsoboval až 177 % maximální odpovědi estradiolu. Naopak nejnižší účinek byl pozorován u sinice Cylindrospermopsis raciborskii, který v testovaných koncentracích indukoval jen 19 % maximální odpovědi estradiolu. Mezi estrogenní aktivitou a koncentrací microcystinů ve vzorcích nebyla pozorována žádná korelace.

Abstract:

Secondary metabolites of cyanobacteria and algae show various biological activity. Known mechanisms of action include for example inhibition of protein phosphatases or inhibition of protein synthesis. Recently, the ability of these substances to interact with estrogen receptor was also described. Cyanobacteria and algae could therefore contribute to endocrine disruptive potential of surface waters, especially during algal blooms. In this work, estrogenic activity of cyanobacterial and algal extracellular metabolites (exudates) was evaluated by in vitro assay with HeLa cell line. In the first experimental block, intraspecific variability in the production of estrogenic substances by 2 species of cyanobacteria and 1 species of green algae was assessed. Second experimental block focused on interspecific variability in the estrogenic potential of exudates of 11 strains of cyanobacteria and 4 strains of green algae. Concentrations of microcystins were also measured in all samples. Estrogenic activity was determined in all samples of exudates of cyanobacteria and algae. Observed intraspecific variability was significant, estrogen equivalents were usually in a range of tens to hundreds pg/l even within the same species. Big differences in responses induced by individual species were apparent during the assessment of interspecific variability. The biggest effect was observed for the exudate of cyanobacterium Sphaerospermum aphanizomenoides, which induced up to 177 % of the maximal estradiol effect. In contrast, the lowest effect was observed for the exudate of cyanobacterium Cylindrospermopsis raciborskii, which induced only 19 % of the maximal estradiol effect in a tested range of concentrations. No correlation between estrogenic activity and concentration of microcystins was observed.

Keywords

sinice, řasy, endokrinní disrupce, estrogenita, exudáty, microcystiny, in vitro biotesty, buněčná linie HeLa, cyanobacteria, algae, endocrine disruption, estrogenicity, exudates, microcystins, in vitro bioassays, HeLa cell line

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2013
• Supervisor: RNDr. Kateřina Nováková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology