«LEGACY PFAS VS NEXT GENERATION PFAS: VALUTAZIONE DELLA TOSSICITA ATTRAVERSO L’ ANALISI DEL METABOLOMA»

Owing to environmental health concerns, a number of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) have been phased-out, and increasingly replaced by various chemical analogs. Most prominent among these replacements are numerous perfluoroether carboxylic acids (PFECA). Toxicity, and environmental health concerns associated with these next-generation PFAS, however, remains largely unstudied. The zebrafish embryo was employed, in the present study, as a toxicological model system to investigate toxicity of a representative sample of PFECA, alongside perfluorooctanoic acid (PFOA) as one of the most widely used, and best studied, of the “legacy” PFAS. In addition, high-resolution magic angle spin (HRMAS) NMR was utilized for metabolic profiling of intact zebrafish embryos in order to characterize metabolic pathways associated with toxicity of PFAS. Acute embryotoxicity (i.e., lethality), along with impaired development, and variable effects on locomotory behavior, were observed for all PFAS in the zebrafish model. Median lethal concentration (LC50) was significantly correlated with alkyl chain-length, and toxic concentrations were quantitatively similar to those reported previously for PFAS. Metabolic profiling of zebrafish embryos exposed to selected PFAS, specifically including PFOA and two representative PFECA (i.e., GenX and PFO3TDA), enabled elaboration of an integrated model of the metabolic pathways associated with toxicity of these representative PFAS. Alterations of metabolic profiles suggested targeting of hepatocytes (i.e., hepatotoxicity), as well as apparent modulation of neural metabolites, and moreover, were consistent with a previously proposed role of mitochondrial disruption and peroxisome proliferatoractivated receptor (PPAR) activation as reflected by dysfunctions of carbohydrate, lipid and amino acid metabolism, and consistent with a previously proposed contribution of PFAS to metabolic syndrome. Taken together, it was generally concluded that toxicity of PFECA is quantitatively and qualitatively similar to PFOA, and these analogs, likewise, represent potential concerns as environmental toxicants. Ripreso da:Comparative toxicometabolomics of perfluorooctanoic acid (PFOA) and next-generation perfluoroalkyl substances.

Grazie all’attenzione verso la salute ambientale un numero elevato di PFAS sono stati eliminati e sostituiti con analoghi chimici (PFECA) la quale tossicità e salute ambientale non è ancora stata studiata. In questo studio è stato usato l’embrione di zebrafish come modello tossicologico per indagare la tossicità dei PFECA più rappresentativi a fianco del PFOA, uno dei più studiati e usati PFAS. Inoltre il HR-MAS NMR è stato utilizzato per il profilo metabolico di embrioni intatti di zebrafish al fine di caratterizzare le vie metaboliche associate con la tossicità dei PFAS. La letalità, sviluppo ridotto e comportamenti locomotori alterati sono stati osservati per tutti i PFAS testati. L’ LC50 è correlata con la lunghezza della catena e la concentrazione tossica è qualitativamente simile per PFAS e PFECA. Il profilo metabolico degli embrioni, esposti a 3 PFAS selezionati (PFOA,GENX,PFO3TDA), hanno permesso la creazione di un modello delle vie metaboliche associate con la tossicità dei PFAS. Le alterazioni dei metaboliti suggeriscono che i PFAS alterino l’attività dei PPAR (coinvolti in molte vie metaboliche) e in concomitanza promuovono la distruzione dei mitocondri con conseguente disfunzione del metabolismo dei carboidrati, lipidi e aa e un contributo dei PFAS nella sindromi metaboliche. Si conclude che la tossicità dei PFECA è qualitativamente e quantitativamente simile a quella dei PPAS, pertanto anch’essi sono da considerarsi pericolosi per l’ambiente e per l’uomo