Espressione nel rene delle glutatione perossidasi 2 e 3 contro lo stress ossidativo indotto dall'esposizione cronica a PFAS in Squalius cephalus

PFAS, or perfluoroalkyl substances, are classified as emerging contaminants harmful to the environment due to their resistance to degradation and their ability to bioaccumulate in the tissues of organisms and be transferred to other organisms through biomagnification. In the Veneto region, following PFAS contamination of surface and groundwater, several municipalities in the provinces of Padua, Vicenza, and Verona have been affected, leading to significant environmental issues and consequences for organisms. These substances are associated with an increased risk of oxidative stress, as they would cause an excessive formation of reactive oxygen species (ROS) in the organism. This leads to a shift in the cellular redox balance, resulting in the damage of important biomolecules such as lipids, proteins, and DNA. To counteract this issue, organisms rely on both enzymatic and non-enzymatic antioxidant complexes; among the former, we find superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase (CAT), and peroxiredoxins (Prdx); among the non-enzymatic complexes, glutathione (GSH), metallothioneins (MT), vitamin C, and ascorbic acid are recognized. This study aims to quantify the gene expression of isoforms 2 and 3 of glutathione peroxidase in the kidney of Squalius cephalus, with the objective of evaluating their potential involvement in the antioxidant response to ROS increase induced by PFAS pollution. The organisms were sampled from four different rivers in the Veneto region, each characterized by different PFAS concentrations, dissected, and processed through molecular analyses. Gene expression was quantified using qRT-PCR. The results showed no variation in the gene expression of GPx3 and complete lack of expression of GPx2, outlining the non-central role of these isoforms in counteracting PFAS-induced stress in the chub kidney.

I PFAS, o sostanze perfluoroalchiliche, sono classificate come sostanze emergenti dannose per l’ambiente, data la loro resistenza alla degradazione e alla loro capacità di bioaccumularsi nei tessuti degli organismi ed essere trasferiti ad altri organismi per biomagnificazione. In Veneto, a seguito di una contaminazione da PFAS delle acque superficiali e di falda, diversi comuni del padovano, vicentino e veronese sono rimasti coinvolti, riportando non poche problematiche ambientali, con conseguenze sugli organismi. A queste sostanze si imputa un aumentato rischio di stress ossidativo: determinerebbero infatti una formazione eccessiva di specie reattive dell’ossigeno, denominate ROS, nell’organismo. Questo determina uno spostamento dell’equilibrio redox cellulare con conseguente danneggiamento di biomolecole importanti quali lipidi, proteine e DNA. Per arginare e contrastare il problema, gli organismi dispongono di complessi antiossidanti enzimatici e non; tra i primi riconosciamo la superossido dismutasi (SOD), la glutatione perossidasi (GPx), la catalasi (CAT) e le perossiredossine (Prdx); nei complessi non enzimatici riconosciamo il glutatione (GSH), le metallotioneine (MT), la vitamina c e l’acido ascorbico. Questo studio si propone di quantificare l’espressione genica delle isoforme 2 e 3 della glutatione perossidasi nel rene di Squalius cephalus, con l’obbiettivo di valutare un loro possibile coinvolgimento nell’azione antiossidante contro l’aumento delle ROS indotto dall’inquinamento da PFAS. Gli organismi sono stati campionati in 4 diversi fiumi della Regione Veneto caratterizzati da 4 diverse concentrazioni di PFAS, dissezionati e processati attraverso analisi molecolari. L’espressione genica è stata quantificata mediante qRT-PCR. I risultati hanno evidenziato l’assenza di variazione dell’espressione genica della GPx3 e una totale non espressione della GPx2, delineando il ruolo non centrale di queste isoforme nel contrastare lo stress indotto da PFAS nel rene di cavedano.