Neuro- and immunotoxic effects of fumonisin B1 in cells

Fumonisin B1 (FB1) is a mycotoxin produced by the fungus Fusarium verticillioides, which commonly infects corn and other agricultural products. Fusarium species can also be found in moisture-damaged buildings, and therefore there may also be human exposure to Fusarium mycotoxins, including FB1. FB1 affects the metabolism of sphingolipids by inhibiting the enzyme ceramide synthase. It is neuro-, hepato- and nephrotoxic, and it is classified as possibly carcinogenic to humans. This study aimed to clarify the mechanisms behind FB1-induced neuro- and immunotoxicity. Four neural and glial cell lines of human, rat and mouse origin were exposed to graded doses of FB1 and the effects on the production of reactive oxygen species, lipid peroxidation, intracellular glutathione levels, cell viability and apoptosis were investigated. Furthermore, the effects of FB1, alone or together with lipopolysaccharide (LPS), on the mRNA and protein expression levels of different cytokines and chemokines were studied in human dendritic cells (DC). FB1 induced oxidative stress and cell death in all cell lines studied. Generally, the effects were only seen after prolonged exposure at 10 and 100 µM of FB1. Signs of apoptosis were also seen in all four cell lines. The sensitivities of the cell lines used in this study towards FB1 may be classified as human U-118MG glioblastoma > mouse GT1-7 hypothalamic > rat C6 glioblastoma > human SH-SY5Y neuroblastoma cells. When comparing cell lines of human origin, it can be concluded that glial cells seem to be more sensitive towards FB1 toxicity than those of neural origin. After exposure to FB1, significantly increased levels of the cytokine interferon-γ (IFNγ) were detected in human DC. This observation was further confirmed by FB1-induced levels of the chemokine CXCL9, which is known to be regulated by IFNγ. During co-exposure of DC to both LPS and FB1, significant inhibitions of the LPS-induced levels of the pro-inflammatory cytokines interleukin-6 (IL-6) and IL-1β, and their regulatory chemokines CCL3 and CCL5 were observed. FB1 can thus affect immune responses in DC, and therefore, it is rather likely that it also affects other types of cells participating in the immune defence system. When evaluating the toxicity potential of FB1, it is important to consider the effects on different cell types and cell-cell interactions. The results of this study represent new information, especially about the mechanisms behind FB1-induced oxidative stress, apoptosis and immunotoxicity, as well as the varying sensitivities of different cell types towards FB1.Hyötykasvien hometartunnat ovat maanviljelijöiden ongelma ympäri maailmaa. Viime aikoina on kiinnitetty paljon huomiota myös kosteusvauriorakennusten homelöydöksiin. Mykotoksiinit ovat homeiden tuottamia yhdisteitä, jotka jo pieninä määrinä ovat ihmisille tai eläimille myrkyllisiä. Fumonisiini B1 (FB1) on Fusarium verticillioides nimisen homelajin tuottama toksiini. Sitä on löydetty enimmäkseen homehtuneesta maissista, mutta myös muista viljoista. Fusarium homeita esiintyy myös rakennuksissa, ja näin ollen kyseisten rakennusten asukkaat tai niissä työskentelevät henkilöt saattavat altistua Fusariumin tuottamille mykotoksiineille, kuten FB1:lle. FB1 vaikuttaa soluihin estämällä eräiden solun lipiden, sfingolipidien, normaalia aineenvaihduntaa. FB1 aiheuttaa vakavia hermosto- ja keuhkotauteja, ja on maksa- ja munuaistoksinen sekä -karsinogeeninen eläimissä. FB1 on luokiteltu ihmiselle mahdollisesti syöpää aiheuttavaksi yhdisteeksi. Tässä väitöskirjassa tutkittiin mekanismeja, joilla FB1 vaikuttaa ihmisestä, hiirestä ja rotasta peräisin oleviin hermo- ja gliasolulinjoihin sekä ihmisen immuunipuolustuksen kannalta tärkeisiin dendriittisoluihin. Hermo- ja gliasoluja altistettiin FB1:lle, jonka jälkeen tutkittiin aiheuttaako tämä ns. oksidatiivista stressiä tai ohjelmoitua solukuolemaa soluissa. Pitkien altistusaikojen jälkeen soluissa voitiin havaita merkkejä oksidatiivisesta stressistä ja osa soluista kuoli. Eri solulinjojen herkkyys FB1:tä vastaan vaihteli kuitenkin selvästi. Ihmisestä peräisin olevien solulinjojen vertailussa ilmeni, että gliasolulinjat (hermotukisoluja) olivat paljon herkempiä FB1:n toksisille vaikutuksille kuin hermosolulinjat. Altistettaessa ihmisen dendriittisoluja FB1:lle yksin tai yhdessä lipopolysakkaridin (LPS; yleinen gram-negatiivisten bakteerien tuottama yhdiste) kanssa nähtiin, että sillä on vaikutusta tärkeiden välittäjäaineiden, sytokiinien ja kemokiinien, esiintymiseen. Immunologisten reaktioiden käynnistyksessä tärkeässä asemassa olevan interferoni-γ:n pitoisuudet soluissa nousivat, kuten myös sen säätelemän kemokiinin pitoisuudet. Toisaalta FB1 vähensi LPS:n nostamia tulehdusta edistävien sytokiinien ja kemokiinien pitoisuuksia. FB1:tä voidaan pitää neuro- ja immunotoksisena yhdisteenä, mutta kattavan kuvan luominen FB1:n toksisista vaikutuksista esimerkiksi riskinarviointia varten vaatii lisätutkimuksia erityyppisillä soluilla. Väittelijä on syntynyt Helsingissä, on opiskellut proviisoriksi Helsingin yliopistossa ja työskentelee tutkijana Työterveyslaitoksella

Review on toxicity of stainless steel

The review is composed of the following parts: A short overview on the production and designation of stainless steels; The release of metal consituent from stainless steels; A review of the toxicological data on stainless steels; A discussion of the available data on the human health hazards of stainless steels and recommendatations for classificaton and labelling

REACH–tiedolla tehokkaaseen riskinhallintaan (RETRIS)

Tässä hankkeessa etsittiin keinoja parantaa erityisesti seosten laajennettuja käyttöturvallisuustiedotteita. Koska työpaikoilla on huomioitava REACH:n lisäksi myös työturvallisuuslainsäädännön velvoitteet työympäristöriskien hallinnasta, hankkeen keskeisenä ajatuksena oli löytää keinoja, miten näiden rinnakkaisten lainsäädäntökokonaisuuksien velvoitteet voitaisiin saavuttaa yhtenäisessä prosessissa, mahdollisimman käytännönläheisesti ja samalla kustannustehokkaasti

Biosidit ja korjausrakentaminen

Biodisit ja korjausrakentaminen -hankkeessa selvitettiin biosidien käyttöä homeiden torjunnassa sekä arvioitiin biosideille altistumista ja terveydellistä merkitystä käytettäessä niitä homeidentorjunnassa korjausrakentamisessa. Biosidien käyttöä ei pääsääntöisesti suositella sisätiloissa homeongelmien ratkaisuksi, homesiivouksen tehosteeksi tai homeiden ehkäisyyn, koska tiedot eri biosidiyhdisteryhmien vaikutuksista erilaisiin mikrobeihin ovat usein puutteelliset. Mahdollisten vakavien haittavaikutusten vuoksi suosittelemme, että erityisesti polyguanidiiniyhdisteitä (PHMB), booriyhdisteitä (dinatriumoktaboraatti) ja isotiatsolinoniyhdisteitä ei käytetä lainkaan. Yrityksille tulisi tuottaa yhdenmukaista ja puolueetonta koulutusta ja koulutusmateriaalia biosidien ominaisuuksista ja turvallisesta käytöstä

Materiaalia lisäävän valmistuksen (3D-tulostus) kaasu- ja hiukkaspäästöt eri työvaiheissa

Materiaalia lisäävän valmistuksen (3D-tulostus) kaasu- ja hiukkaspäästöt eri työvaiheissa –tutkimushankkeessa selvitettiin 3D-tulostusalaan liittyvää työturvallisuutta kyselytutkimuksen, kokeellisten mittausten sekä mallinnuksen avulla. Tutkimustulosten perusteella työntekijät voivat altistua hiukkasmaisille epäpuhtauksille ja kaasumaisille yhdisteille hengitysteiden kautta 3D-tulostuksen eri työvaiheissa. Eri työvaiheita ovat 3D-tulostusmateriaalin käsittely, varsinainen 3D-tulostustyö, 3D-tulostetun kappaleen jälki- ja pintakäsittely sekä huolto- ja kunnossapitotyöt. Altistumisen havaittiin riippuvan mm. työvaiheesta, käytettävästä tulostustekniikasta sekä 3D-tulostusmateriaalista

Occupational exposure to nano-TiO2 in the life cycle steps of new depollutant mortars used in construction

The present work is focused on the measurement of workers exposure to nano-TiO2 in the life cycle steps of depollutant mortars. It has been done in the framework of the SCAFFOLD project, which aims at the management of potential risks arising from the use of manufactured nanomaterials in construction. Main findings can be summarized as follows: (1) The occupational exposure to nano- TiO2 is below 0.3 mg/m3 for all measured scenarios. The highest concentrations were measured during the cleaning task (in the nano- TiO2 manufacturing process) and during the application (spraying) of depollutant coatings on a wall. (2) It was found a high release of particles above the background in several tasks as expected due to the nature of the activities performed. The maximum concentration was measured during drilling and during adding powder materials (mean total particle concentration up to 5.591E+04 particles/cm3 and 5.69E+04 particles/cm3). However, considering data on total particle concentration released, no striking differences have been observed when tasks have been performed using conventional materials in the sector (control) and when using materials doped with nano-objects.European Commission's FP

A call for action: Improve reporting of research studies to increase the scientific basis for regulatory decision-making

Publisher's version (útgefin grein)This is a call for action to scientific journals to introduce reporting requirements for toxicity and ecotoxicity studies. Such reporting requirements will support the use of peer‐reviewed research studies in regulatory decision‐making. Moreover, this could improve the reliability and reproducibility of published studies in general and make better use of the resources spent in research.Nordic Council of Minister

Strategies, methods and tools for managing nanorisks in construction

This paper presents a general overview of the work carried out by European project SCAFFOLD (GA 280535) during its 30 months of life, with special emphasis on risk management component. The research conducted by SCAFFOLD is focused on the European construction sector and considers 5 types of nanomaterials (TiO2, SiO2, carbon nanofibres, cellulose nanofibers and nanoclays), 6 construction applications (Depollutant mortars, selfcompacting concretes, coatings, self-cleaning coatings, fire resistant panels and insulation materials) and 26 exposure scenarios, including lab, pilot and industrial scales. The document focuses on the structure, content and operation modes of the Risk Management Toolkit developed by the project to facilitate the implementation of "nano-management" in construction companies. The tool deploys and integrated approach OHSAS 18001 - ISO 31000 and is currently being validated on 5 industrial case studies.Research carried out by project SCAFFOLD was made possible thanks to funding from the European Commission, through the Seventh Framework Programme (GA 280535

The FlbA-regulated predicted transcription factor Fum21 of <i>Aspergillus niger</i> is involved in fumonisin production

Aspergillus niger secretes proteins throughout the colony except for the zone that forms asexual spores called conidia. Inactivation of flbA that encodes a regulator of G-protein signaling results in colonies that are unable to reproduce asexually and that secrete proteins throughout the mycelium. In addition, the ΔflbA strain shows cell lysis and has thinner cell walls. Expression analysis showed that 38 predicted transcription factor genes are differentially expressed in strain ΔflbA. Here, the most down-regulated predicted transcription factor gene, called fum21, was inactivated. Growth, conidiation, and protein secretion were not affected in strain Δfum21. Whole genome expression analysis revealed that 63 and 11 genes were down- and up-regulated in Δfum21, respectively, when compared to the wild-type strain. Notably, 24 genes predicted to be involved in secondary metabolism were down-regulated in Δfum21, including 10 out of 12 genes of the fumonisin cluster. This was accompanied by absence of fumonisin production in the deletion strain and a 25% reduction in production of pyranonigrin A. Together, these results link FlbA-mediated sporulation-inhibited secretion with mycotoxin production