Сравнительная оценка генотоксических эффектов технических продуктов карбендазима в тесте Эймса и микроядерном тесте in vivo

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Карбендазим — системный фунгицид из класса бензимидазолов, применяемый против широкого спектра заболеваний сельскохозяйственных культур. В тестах in vitro и in vivo показана способность карбендазима индуцировать возникновение хромосомных аберраций и микроядер в клетках млекопитающих за счет влияния на процессы формирования веретена деления в клеточном цикле. В бактериальной тест-системе Salmonella/микросомы получены противоречивые данные, свидетельствующие как об отсутствии мутагенной активности карбендазима, так и о наличии позитивных эффектов. Неоднозначные результаты могут быть обусловлены влиянием примесей.

Цель исследования — сравнительное изучение генотоксичности разных технических продуктов карбендазима.

Материал и методы. Оценку генотоксичности карбендазима проводили с использованием метода обратных генных мутаций на 5 штаммах Salmonella typhimurium в условиях метаболической активации (+S9) и в её отсутствии (–S9), микроядерного теста на мышах линии CD-1. Тестировали два технических образца и аналитический стандарт карбендазима.

Ограничения исследования. Исследование ограничено тестированием мутагенной активности двух образцов технических продуктов карбендазима и одного образца его аналитического стандарта в тестах in vivo и in vitro.

Результаты. В тесте Эймса аналитический стандарт карбендазима не проявил мутагенной активности (±S9) ни на одном из штаммов. Наиболее выраженный мутагенный эффект наблюдали на штамме ТА98 в случае тестирования одного из технических продуктов карбендазима, при этом число ревертантных колоний в максимальной концентрации в 5–7 раз превышало число спонтанных ревертантов в отрицательном контроле. В тесте Эймса позитивные эффекты технических продуктов карбендазима, вероятно опосредованы наличием примесей. В условиях in vivo все исследованные образцы индуцировали статистически значимое и зависимое от дозы образование микроядер в полихроматофильных эритроцитах (ПХЭ) костного мозга мышей. Среднее значение частоты ПХЭ с микроядрами в максимальной дозе превышала этот показатель в отрицательном контроле в 21–24 раза.

Заключение. С учетом высокого содержания действующего вещества в исследованных образцах метод оценки обратных генных мутаций на бактериях является высокочувствительным тестом для оценки эквивалентности технических продуктов-дженериков карбендазима. Ввиду выраженного анеугенного действия карбендазима применение микроядерного теста в случае оценки эквивалентности технических продуктов оригинальному веществу является нецелесообразным. 

Соблюдение этических стандартов. Исследование с участием животных одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора.

Участие авторов:
Егорова О.В. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и данных литературы, анализ результатов, написание текста;
Аверьянова Н.С. — сбор данных литературы, сбор материала;
Кара Л.А. — сбор материала, статистическая обработка;
Илюшина Н.А. — концепция и дизайн исследования, сбор данных литературы, анализ результатов, написание текста.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила в редакцию: 08 сентября 2022 / Принята в печать: 22 сентября 2022 / Опубликована: 30 октября 2022

Об авторах

Ольга Валерьевна Егорова

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: egorovaov@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0003-4748-8771

Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела генетической токсикологии, ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 141014, г. Мытищи Московской области, Российская Федерация.

e-mail: egorovaov@fferisman.ru

Россия

Наталья Сергеевна Аверьянова

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: averianovans@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0002-2973-8776
Россия

Лилия Александровна Кара

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: karala@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0002-4635-2496
Россия

Наталия Алексеевна Илюшина

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: iliushinana@fferisman.ru
ORCID iD: 0000-0001-9122-9465
Россия

Список литературы

  1. Davidse L.C., and Flach W. Differential binding of methyl benzimidazol-2-yl carbamate to fungal tubulin as a mechanism of resistance to this antimitotic agent in mutant strains of Aspergillus nidulans. J. Cell Biol. 1977; 72(1): 174-93. https://doi.org/10.1083/jcb.72.1.174
  2. Ракитский В.Н., ред. Токсиколого-гигиеническая характеристика пестицидов и первая помощь при отравлении. Справочник. М.: Агрорус; 2011
  3. Lu S.Y., Liao J.W., Kuo M.L., Wang S.C., Hwang J.S., Ueng T.H. Endocrine-disrupting activity in carbendazim-induced reproductive and developmental toxicity in rats. J Toxicol Environ Health A. 2004; 67(19): 1501-15. https://doi.org/10.1080/15287390490486833
  4. Rama E.M., Bortolan S., Vieira M.L., Gerardin D.C., Moreira E.G. Reproductive and possible hormonal effects of carbendazim. Regul Toxicol Pharmacol. 2014; 69(3): 476-86. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2014.05.016
  5. EFSA. Reasoned opinion on the toxicological properties and maximum residue levels (MRLs) for the benzimidazole substances carbendazim and thiophanate-methy. EFSA Journal. 2021; 19(7): 6773. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2021.6773
  6. McCarroll N.E., Protzel A., Ioannou Y., Frank Stack H.F., Jackson M.A., Waters M.D., Dearfield K.L. A survey of EPA/OPP and open literature on selected pesticide chemicals: III. Mutagenicity and carcinogenicity of benomyl and carbendazim. Mutat Res. 2002; 512(1): 1-35. https://doi.org/10.1016/s1383-5742(02)00026-1.6
  7. The MAK-Collection Part I, MAK Value Documentations DFG, Deutsche Forschungsgemeinschaft Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Carbendazim (methyl benzimidazol-2-yl carbamate). 2014: 1-12.
  8. Sarrif A.M., Bentley K.S., Fu L.J., O’Neil R.M., Reynolds V.L., Stahl R.G. Evalution of benomyl and carbendazim in the vivo aneuploidy/micronucleus assay in BDF1 mouse bone marrow. Mutation Research / Fundamental and molecular mechanisms of mutagenesis. 1994; 310(1): 143-9. https://doi.org/10.1016/0027-5107(94)90018-3
  9. Department of Health. 1996 Report of the Committees on Toxicity, Mutagenicity, Carcinogenicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment. Theshold for Aneuploidy Inducing Chemicals Studies on Benomyl: and Carbendazim, 42-4.
  10. Australian Pesticides and Veterinary Medicines Authority. Human health risk assessment of carbendazim, 2009; 1-143. https://apvma.gov.au/sites/default/files/publication/14531-carbendazim-prf-vol2.pdf
  11. the Health Canada Pest Management Regulatory Agency. Proposed Registration Decision PRD2011-04. Carbendazim. 2011: 1-64. ISSN: 1925-0878 (print). https://publications.gc.ca/collections/collection_2011/sc-hc/H113-9-2011-4-eng.pdf
  12. Илюшина Н.А. Цитогенетические эффекты карбендазима в клетках костного мозга мышей. Генетика. 2020; 56(10): 1150-60. https://doi.org/10.31857/S001667582009009X
  13. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов по состоянию на 9 июня 2022 г. [Электронный ресурс]. 2022. URL: https://mcx.gov.ru/ministry/departments/departament-rastenievodstva-mekhanizatsii-khimizatsii-i-zashchity-rasteniy/industry-information/info-gosudarstvennaya-usluga-po-gosudarstvennoy-registratsii-pestitsidov-i-agrokhimikatov/
  14. Илюшина Н.А. Оценка эквивалентности технических продуктов пестицидов-аналогов оригинальным действующим веществам по критерию «мутагенность». Экологическая генетика. 2019; 17(2): 101-12. https://doi.org/10.17816/ecogen172101-112
  15. OECD Test No. 471: Bacterial reverse mutation test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. 2020. Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/97892
  16. ГОСТ 32376-2013. Методы испытания по воздействию химической продукции на организм человека. Метод оценки обратных мутаций на бактериях.
  17. Егорова О.В., Демидова Ю.В., Илюшина Н.А. Оценка экспериментальных условий, влияющих на уровень спонтанных мутаций штаммов Salmonella, используемых в тесте Эймса. Гигиена и Санитария. 2021; 100(7): 736-43.
  18. Egorova O.V., Ilyushina N.A., Rakitskii V.N. Mutagenicity evaluation of pesticide analogs using standard and 6-well miniaturized bacterial reverse mutation tests. Toxicology in Vitro. 2020; 69: 105006.
  19. Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test. OECD Test TG 474 / OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. Paris: OECD; 2016: 21.
  20. ГОСТ 34660-2020. Методы испытания по воздействию химической продукции на организм человека. Микроядерный анализ на эритроцитах млекопитающих.
  21. Методические указания МУ-1.2.3364-16 от 04.07.2016 Оценка мутагенной активности пестицидов».
  22. Методические рекомендации МР 1.2.0264-21 Оценка генотоксичности химических веществ в микроядерном тесте in vivo на эритроцитах костного мозга млекопитающих.
  23. Sarrif A.M., Arce G.T., Krahn D.F., O'Neil R.M., Reynolds V.L. Evaluation of carbendazim for gene mutations in the Salmonella/Ames plate-incorporation assay: the role of aminophenazine impurities. Mutat Res. 1994; 321(1-2): 43-56. https://doi.org/10.1016/0165-1218(94)90119

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Егорова О.В., Аверьянова Н.С., Кара Л.А., Илюшина Н.А., 2022


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.