Receptor-mediated toxicity of the chemicals extracted and migrated from plastics.

Abstract

Plast er tilstede i alle aspekter av dagliglivet. Plast er komplekse blandinger av kjemikalier som enten er petroleumsbaserte eller biobaserte. Flere studier rapporterte virkningene og truslene fra plastbruk på det omkringliggende miljøet, faunaen og ikke minst menneskers helse. Påvisningen av tilsetningsstoffer, som ftalater, bisfenol A, polyklorerte bifenyler, etc. hos mennesker reiste spørsmål om deres helseskadelige effekter. Derfor undersøkte denne studien den toksikologiske profilen til kjemikalier ekstrahert og migrert fra plastpreproduksjonspellets og forbrukerprodukter og deres effekt i cellebaserte bioassays. Det ble brukt 11 forskjellige typer polymerer, inkludert polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), etc. Prøvene ble fremstilt ved enten ultralydbehandling eller migrering over 10 dager ved 40°C. Prøvene ble analysert in vitro ved hjelp av kjemisk aktivert luciferasegenekspresjon (CALUX) reporteranalyser. Aktiviteten til fire endokrine reseptorer, det vil si Pregnane X-reseptor (PXR), Peroxisome-proliferator-aktivert reseptor gamma (PPAR𝛄), androgenreseptor (AR) og østrogenreseptor alfa (ERα), ble bestemt. Noen av de ekstraherte prøvene induserte toksisitet og cytotoksisitet, mens bare én migrate (PP H2O) aktiverte reseptoren blant alle migreringene. Syv prøver aktiverte PXR, fire prøver aktiverte PPARγ, fire prøver aktiverte ERα og tre prøver aktiverte AR. Høydensitetspolyetylen (HDPE) og polylimonenkarbonat (Plim C) induserte aktivitet med alle reseptorene som ble testet. Resultatene våre viser at pellets og produkter for forproduksjon av plast lekker ut kjemikalier til omgivelsene og induserer in vitro-toksisitet. Toksisiteten varierer på tvers av ulike typer plast og reseptorer. Selv om bioplast er biobasert eller biologisk nedbrytbart, utlekker de fortsatt kjemikalier som aktiverer reseptorer. Dette retter oppmerksomheten mot bruken av bioplast som et sikrere alternativ til konvensjonell plast.

Plastics are present in all aspects of daily life. Plastics are complex mixtures of chemicals that are either petroleum-based or bio-based. Several studies reported the impacts and threats of plastic use on the surrounding environment, fauna, and most importantly human health. The detection of additives, such as phthalates, bisphenol A, polychlorinated biphenyls, etc. in human raised questions about their harmful impacts on health. Thus, this study investigated the toxicological profile of chemicals extracted and migrated from plastic preproduction pellets and consumer- end products and their effect in cell-based bioassays. Eleven different types of polymers were used, including Polyethylene (PE), Polypropylene (PP), Polystyrene (PS), etc. The samples were prepared by either ultrasonication or migration over 10 days at 40°C. The samples were analyzed in vitro by chemical activated luciferase gene expression (CALUX) reporter assays. The activity of four endocrine recept- ors, that is Pregnane X receptor (PXR), Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ), Androgen receptor (AR) and Estrogen receptor alpha (ERα), was determined. Some of the extracted samples induced toxicity and cytotoxicity, while only one migrate (PP H2O) activated the receptor among all the migrates. Seven samples activated PXR, four samples activated PPARγ, four samples activ- ated ERα, and three samples activated AR. High-density polyethylene (HDPE) and Polylimonene carbonate (Plim C) induced activity with all the receptors tested. Our results demonstrate that plastic preproduction pellets and products leach chemicals in the surroundings and induce in vitro toxicity. The toxicity varies across different types of plastics and receptors. Although bioplastics are biobased or biodegrad- able, they still leach chemicals that activate receptors. This calls attention to use of bioplastics as a safer alternative to conventional plastics.