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Effects of short-term exposure to environmentally relevant concentrations of different pharmaceutical mixtures on the immune response of the pond snail Lymnaea stagnalis.

ポンドスネールものあらがい属stagnalisの免疫応答に関する異なる製薬混合物の環境的に関連した濃度への短期露出の効果。

Published date

2013-01-16

Author

M Gust, M Fortier, J Garric, M Fournier, F Gagné

Affiliation

IRSTEA, UR MAEP, Laboratoire d'écotoxicologie, 3 bis quai Chauveau, 69009 Lyon, France. marion.gust@irstea.fr

Abstract

Pharmaceuticals are pollutants of potential concern in the aquatic environment where they are commonly introduced as complex mixtures via municipal effluents. Many reports underline the effects of pharmaceuticals on immune system of non target species. Four drug mixtures were tested, and regrouped pharmaceuticals by main therapeutic use: psychiatric (venlafaxine, carbamazepine, diazepam), antibiotic (ciprofloxacine, erythromycin, novobiocin, oxytetracycline, sulfamethoxazole, trimethoprim), hypolipemic (atorvastatin, gemfibrozil, benzafibrate) and antihypertensive (atenolol, furosemide, hydrochlorothiazide, lisinopril). Their effects were then compared with a treated municipal effluent known for its contamination, and its effects on the immune response of Lymnaea stagnalis. Adult L. stagnalis were exposed for 3 days to an environmentally relevant concentration of the four mixtures individually and as a global mixture. Effects on immunocompetence (hemocyte viability and count, ROS and thiol levels, phagocytosis) and gene expression were related to the immune response and oxidative stress: catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione reductase (GR), Selenium-dependent glutathione peroxidase (SeGPx), two isoforms of the nitric oxide synthetase gene (NOS1 and NOS2), molluscan defensive molecule (MDM), Toll-like receptor 4 (TLR4), allograft inflammatory factor-1 (AIF) and heat-shock protein 70 (HSP70). Immunocompetence was differently affected by the therapeutic class mixtures compared to the global mixture, which increased hemocyte count, ROS levels and phagocytosis, and decreased intracellular thiol levels. TLR4 gene expression was the most strongly increased, especially by psychiatric mixture (19-fold), while AIF-1, GR and CAT genes were downregulated. A decision tree analysis revealed that the immunotoxic responses caused by the municipal effluent were comparable to those obtained with the global pharmaceutical mixture, and the latter shared similarity with the antibiotic mixture. This suggests that pharmaceutical mixtures in municipal effluents represent a risk for gastropods at the immunocompetence levels and the antibiotic group could represent a model therapeutic class for municipal effluent toxicity studies in L. stagnalis.

 

医薬は、彼らが地方の廃水を経た複雑な混合物として一般に紹介される水生の環境の潜在的懸念の汚染物質である。
多くの報告は、非目標種の免疫系上で、医薬の作用を明白に示す。
4つの薬混合物は検査されて、主要な治療的な使用によって医薬をまとめ直した:精神医学的な、抗菌性(ciprofloxacine、エリスロマイシン、ノボビオシン、オキシテトラサイクリン、スルファメトキサゾール、トリメトプリム)、(ベンラファキシン、カルバマゼピン、ジアゼパム)hypolipemic(アトルバスタチン、ゲムフィブロジル、benzafibrate)と抗高血圧薬(アテノロール、フロセミド、ヒドロクロロチアジド、リシノプリル)。
それから、それらの効果は、その汚染で知られている処理した地方の廃水とものあらがい属stagnalisの免疫応答に対するその効果と比較された。
成人性L. stagnalisは、個々に、そして、全体的な混合物として、4つの混合物の環境的に関連した濃度に、3日の間露出した。
免疫競合性(血球生存度とカウント(ROS)とチオール・レベル(貪食作用))と遺伝子発現に対する効果は、免疫応答と酸化ストレスに関連があった:カタラーゼ(CAT)、スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)、グルタチオン還元酵素(GR)、セレン依存的なグルタチオンペルオキシダーゼ(SeGPx)、一酸化窒素合成酵素遺伝子(NOS1とNOS2)の2つのアイソフォーム、軟体動物防御の分子(MDM)、料金様の受容体4(TLR4)、異系移植片炎症性因子-1(AIF)と熱ショックタンパク質70(HSP70)。
免疫競合性は全体的な混合物(それは血球数、ROSレベルと貪食作用を増加させた)と比較して薬効分類混合物に異なって影響を受けた、そして、減少した細胞内チオールは水平になる。
AIF-1、GRとCAT遺伝子が下方制御される間、特に精神医学的な混合物(19倍)によって、TLR4遺伝子発現は最も強く増加した。
決定木分析により、地方の廃水に起因する免疫毒性反応は、全体的な製薬混合物で得られるそれらと同等であるならびに抗生混合物との後の共有類似性であることが判明した。
これは、地方の廃水の製薬混合物が免疫競合性レベルで腹足類のためにリスクを意味する、そして、抗生群がL. stagnalisの地方の廃水毒性研究のために典型的な薬効分類を意味することができたことを示唆する。


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