Effects of a novel Perfluoroalkyl Substance HFPO-DA in a changing environment on Mytilus galloprovincialis: an in vitro and in vivo study

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are emerging contaminants with persistent environmental and biological presence, raising concerns about their health impacts. This thesis focuses on the toxicological effects of a novel PFAS, namely hexafluoropropylene oxide dimer acid (HFPO-DA), also known as GenX. This contaminant is known among the scientific community for its ability to induce oxidative stress and disrupt protein function. However, its effects on marine organisms, specifically Mytilus galloprovincialis, are still unknown. A new in vitro methodological approach was adopted to assess the impact of this PFAS by focusing on specific biomarkers, including lipid peroxidation, antioxidant enzyme activity and acetylcholine esterase. It has been shown how HFPO-DA, combined with salinity alteration, induced toxicity in vitro and in vivo. Key findings indicate that GenX induced oxidative stress at low and high contamination levels, producing reactive oxygen species (ROS) and, consequently, oxidative damage. The in vitro assay reported an inhibition of the antioxidant enzymes, which may be responsible for the observed oxidative damage. While mussels tend to suffer mainly salinity changes, alteration even at hypo and hypersaline conditions may indicate that the contaminant may induce toxicity at different conditions. The in vitro approach offers a reliable and reproducible method for assessing PFAS-related oxidative damage, providing a valuable tool for future toxicological research. These findings contribute significantly to the broader understanding of HFPO-DA impacts on ecosystems, potentially informing future research and mitigation strategies.

Le sostanze per- e poli- fluoroalchiliche (PFAS) sono contaminanti emergenti con una persistente presenza ambientale e biologica, suscitando preoccupazioni per i loro impatti sulla salute. Questa tesi si concentra sugli effetti tossicologici di un nuovo PFAS, l'acido dimero dell'ossido di esafluoropropilene (HFPO-DA), noto anche come GenX. Questo contaminante è noto nella comunità scientifica per la sua capacità di indurre stress ossidativo e alterare la funzione proteica. Tuttavia, i suoi effetti sugli organismi marini, in particolare Mytilus galloprovincialis, sono ancora sconosciuti. È stato adottato un nuovo approccio metodologico in vitro per valutare l'impatto di questo PFAS, concentrandosi su biomarcatori specifici, tra cui la perossidazione lipidica, l'attività degli enzimi antiossidanti e l'acetilcolinesterasi. È stato dimostrato come l'HFPO-DA, combinato con l'alterazione della salinità, abbia indotto tossicità in vitro e in vivo. I risultati principali indicano che GenX ha indotto stress ossidativo sia a bassi che ad alti livelli di contaminazione, producendo specie reattive dell'ossigeno (ROS) e, di conseguenza, danni ossidativi. Il saggio in vitro ha riportato un'inibizione degli enzimi antiossidanti, che potrebbe essere responsabile dei danni ossidativi osservati. Sebbene le cozze tendano a soffrire principalmente delle variazioni di salinità, l'alterazione anche in condizioni ipo- e ipersaline potrebbe indicare che il contaminante possa indurre tossicità in diverse condizioni. L'approccio in vitro offre un metodo affidabile e riproducibile per valutare i danni ossidativi correlati ai PFAS, fornendo uno strumento prezioso per la ricerca tossicologica futura. Questi risultati contribuiscono in modo significativo alla comprensione più ampia degli impatti dell'HFPO-DA sugli ecosistemi, potenzialmente informando future ricerche e strategie di mitigazione.