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Glyphosate causes DNA damage in multiple organs of mice (liver, testes, kidneys and colon) but not in bone marrow
Michael Kment
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Siegfried Knasmüller
DOI
10.25365/thesis.62625
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16303.44011.977468-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die kanzerogenen und gentoxischen Eigenschaften von Glyphosat, das derzeit am häufigsten verwendete Herbizid, werden kontroversiell diskutiert. Während das BfR und die EFSA die Substanz als nicht krebserregend und nicht mutagen einstuften, klassifizierte die IARC (WHO) das Herbizid als krebsauslösend und DNA schädigend. Die Bewertung der BfR/EFSA beruht vorwiegend auf Negativbefunden die in Bakterientests und in Kleinkerntests in Knochenmarkszellen von Mäusen erhalten wurden. Positive Ergebnisse anderer in vivo Studien wur-den aufgrund methodischer Mängel als nicht aussagekräftig bewertet, da nicht auszuschließen ist, dass sie durch akut toxische Wirkungen verursacht wurden.
In der vorliegenden Studie wurde Glyphosat entsprechender geltender OECD Richtlinie auf Auslösung von DNA Schäden in sechs inneren Organen von Mäusen getestet. Zusätzlich wurden unter identen experimentellen Bedingungen Kleinkerntests mit Knochenmarkszellen durchgeführt. In den Experimenten wurden zusätzlich auch zytotoxische Effekte in histopathologischen Präparaten analysiert. Die Substanz induzierte positive Ergebnisse in vier Organen (Leber, Hoden, Dickdarm, Nieren); allerdings wurde im Dickdarm eine Dosiswirkungsbeziehung festgestellt. In einem Wiederholungsexperiment mit Nieren und Leber wurden mit den beiden höheren Dosen positive Resultate erhalten. Die Auswertung Hämatoxylin-Eosin gefärbter Gewebeschnitte ergab keine Hinweise auf Zelltoxizität. Im Kleinkerntest mit Knochenmarkszellen (polychromatische Erythrozyten) wurden keine Hinweise auf Auslösung von Chromosomenschäden gefunden. Das Verhältnis von polychromatischen Erythrozyten zu normochromatischen Erythro-zyten wurde durch die Verabreichung der Substanz nicht beeinflusst. Auch in früheren SCGE Experimenten wurden Hinweise auf Auslösung von DNA Schäden in Leber und Niere detektiert. Diese Studien sind jedoch nicht aussagekräftig, da akut toxische Effekte nicht berücksichtigt wurden.
Zusammengefasst zeigen die Experimente, dass Glyphosat in diversen inneren Organen DNA Schäden verursacht, die nicht mit akut toxischen Wirkungen im Zusammenhang stehen. In Knochenmarkszellen löst die Substanz keine Schäden der Erbsubstanz aus. Die vorliegenden Ergebnisse unterstützen die Einstufung der IARC als erbsubstanzschädigend; da derartige Wirkungen zur Auslösung von Krebserkrankung führen, untermauern sie auch die Annahme krebserregende Eigenschaften dieser Verbindung.
Abstract
(Englisch)
The genotoxic and carcinogenic properties of glyphosate, which is currently the most widely used herbicide worldwide, are controversially discussed. While the BfR and EFSA stated that the compound is not carcinogenic and not mutagenic, it was classified by IARC (WHO) as car-cinogenic and DNA-reactive. The evaluation of the BfR/EFSA is based predominantly on nega-tive results which were obtained in bacterial tests and micronucleus assays (MN) with bone mar-row cells of mice which reflect chromosomal aberrations. Positive results of other in vivo experi-ments were not taken into consideration due to methodological shortcomings; i.e. it could be not excluded that these effects were caused by acute toxic properties.
Glyphosate was tested in the present study according to the current OCED guideline for in-duction of DNA damage in Single Cell Gel Electrophoresis assays (SCGE), which are based on the determination of DNA migration in an electric field in six inner organs of BALB/C mice after administration in drinking water for a period of 14 days. These assays detect single- and double strand breaks and apurinic sites. Additionally, MN tests were conducted under identical experi-mental conditions with bone marrow cells and histopathological examinations were conducted with different organs. The compound induced positive results in four organs (liver, testes, colon, kidneys); only in the colon a dose response was detected but positive findings were also obtained in a repeat experiment with kidneys and liver with the two higher doses. The evaluation of hema-toxylin-eosin stained histological slides did not indicate cytotoxic damage. Therefore, it can be excluded that the results are due to cell damage. In MN experiments with bone marrow cells, no induction for chromosomal damage was observed in polychromatic erythrocytes and the ratio of poly- to normochromatic erythrocytes was not altered after administration of the compound. It is notable, that it was found also in earlier experiments that glyphosate causes DNA damage in liver and kidneys in SCGE experiments. However, these studies are not conclusive, since acute toxic effects were not studied.
In conclusion, the present experiments show, that glyphosate causes DNA damage in various inner organs, is not caused by acute toxicity, while no effects were found in bone marrow cells. The current experiments confirm the assumption of the IARC that the compound causes damage of the genetic material; since these effects lead to formation of malignant cells, they also support the assumption of carcinogenic properties of this chemical.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Glyphosate Animal study SCGE assay MN assay DNA damage
Schlagwörter
(Deutsch)
Glyphosat Tierversuch SCGE Experiment MN Experiment DNA Schäden
Autor*innen
Michael Kment
Haupttitel (Englisch)
Glyphosate causes DNA damage in multiple organs of mice (liver, testes, kidneys and colon) but not in bone marrow
Paralleltitel (Deutsch)
Glyphosat verursacht DNA-Schäden in mehreren Organen von Mäusen (Leber, Hoden, Nieren und Dickdarm), jedoch nicht im Knochenmark
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
63 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Siegfried Knasmüller
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC15695194
Utheses ID
55345
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |