Studio preliminare in vitro degli effetti di sostanze perfluoro alchiliche (PFAS) su linea di fibroblasti cutanei di tursiope (Tursiops truncatus, Montagu, 1821)

Perfluoroalkyl substances (PFAS) are used in many industrial processes and consumer goods. Their chemical structure imparts significant stability and resistance to degradation, particularly for long-chain PFAS like perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctanesulfonic acid (PFOS), which exhibit high capacity for bioaccumulation and potential toxicity in exposed organisms. Several adverse effects have been reported in humans, and knowledge about their mechanisms of action is increasing, thanks to in vivo and in vitro studies. However, information regarding the effects of PFAS exposure on wildlife remains scarce. In this context, marine mammals, being at the apex of the food chain and living in a likely contaminated environment, may be particularly affected and, within a One Health concept, could serve as indicators for marine health. Given the impossibility of studying live subjects or those deceased within a few hours, the in vitro approach represents a valid alternative for understanding the toxicity mechanisms of PFAS in these species. In this study, the effects of PFOA on a primary immortalized skin fibroblast cell line of bottlenose dolphin (Tursiops truncatus) were evaluated. After defining the 2D and 3D growth curves of this cell line, the cells cultured in the 2D system were incubated with different concentrations of the toxic compound (0.1 µM – 2000 µM), and cell viability was assessed using the MST colorimetric assay at 24, 48, and 72 hours post-treatment to determine the inhibitory concentration required to reduce cell growth by 50% (IC50). Cell viability was not affected at PFOA doses equal to or below 100 µM, while it was significantly reduced at higher doses, reaching 100% cytotoxicity at 2000 µM. This study identified a concentration-dependent and time-dependent increase in cytotoxicity and determined a preliminary toxicity parameter for PFOA in this cell line, represented by IC50 values of 895,5, 846,5 e 690 µM at 24, 48 and 72 hours post-treatment, respectively. However, the cellular toxicity of PFAS in marine mammals remains poorly understood, and further studies are needed to clarify how these compounds interfere with normal cellular processes.

Le sostante perfluoroalchiliche (PFAS) sono impiegate in numerosi processi industriali e beni di consumo. La loro struttura chimica conferisce grande stabilità e resistenza alla degradazione, soprattutto per quanto riguarda i PFAS a lunga catena come l’acido perfluoottanoico (PFOA) e l’acido perfluoroottansulfonico (PFOS), che presentano elevata capacità di bioaccumulo e potenziale tossicità negli organismi esposti. Diversi sono gli effetti avversi riportati nell’uomo e sempre più sono le conoscenze riguardanti i meccanismi d’azione, grazie a studi in vivo ed in vitro. Risultano tuttavia ancora molto scarse le informazioni riguardanti le conseguenze dell’esposizione ai PFAS sulla fauna selvatica. In questo contesto i mammiferi marini, trovandosi all’apice della catena alimentare e vivendo in un ambiente verosimilmente contaminato, possono risultare particolarmente interessati e, in un concetto di One Health, rappresentare degli indicatori della salute dei mari. Considerata l’impossibilità di studiare soggetti vivi o deceduti entro poche ore, l’approccio in vitro rappresenta una valida alternativa per comprendere i meccanismi di tossicità dei PFAS in queste specie. In questo studio sono stati valutati gli effetti di PFOA su una linea primaria immortalizzata di fibroblasti cutanei di tursiope (Tursiops truncatus). Dopo aver definito le curve di crescita in 2D e 3D di questa linea cellulare, le cellule coltivate con il sistema 2D sono state incubate a diverse concentrazioni della sostanza tossica (0,1 µM – 2000 µM) ed è stata valutata la vitalità cellulare attraverso saggio colorimetrico MST a 24, 48 e 72 ore post-trattamento per la determinazione della concentrazione inibente necessaria per ridurre del 50% la crescita cellulare (IC50). La vitalità cellulare non risulta essere influenzata a dosaggi di PFOA pari o inferiori a 100 µM, mentre risulta notevolmente ridotta ai dosaggi più elevati fino al raggiungimento del 100% di citotossicità a 2000 µM. In questo studio è stato individuato un aumento della citotossicità concentrazione-dipendente e tempo-dipendente ed è stato calcolato un primo parametro di tossicità per PFOA per questa linea cellulare, rappresentato da valori di IC50 pari a 895,5, 846,5 e 690 µM a 24, 48 e 72 ore post-trattamento, rispettivamente. La tossicità dei PFAS a livello cellulare nei mammiferi marini rimane tuttavia ancora scarsamente conosciuta ed ulteriori studi sono necessari per comprendere come questi composti interferiscano con i normali processi cellulari.