Effects of 4tert-octylophenol on the immune response of common carp (Cyprinus carpio L.).

Obecne w środowisku wodnym związki endokrynnie czynne stanowią bezpośrednie zagrożenie dla organizmów wodnych oraz zwierząt, które żywią się tymi organizmami, w tym także dla ludzi. Szczególnie niebezpieczne są ksenoestrogeny, do których należy 4-tert-oktylofenol. Należy on do alkifenoli, które są głównym składnikiem związków powierzchniowo czynnych. Alkifenole stosowane są m. in. do produkcji farb, rozpuszczalników, gum oraz klejów. Związek ten wpływa na funkcjonowanie organizmu ludzi i zwierząt poprzez wiązanie z receptorami estrogenowymi. Ponadto 4-tert-oktylofenol, tak jak inne ksenoestrogeny, może hamować aktywność i/lub ekspresję aromatazy P450 (CYP19) - enzymu odpowiedzialnego za konwersję androgenów (testosteronu, androstendionu) do estrogenów (estron, 17β-estradiol). Ekspresja receptorów estrogenowych oraz CYP19 w leukocytach ryb oraz ssaków i ludzi sugeruje, że związki te mogą wpływać także na modulację odpowiedzi odpornościowej.Celem obecnej pracy było zbadanie wpływu 4-tert-oktylofenolu in vitro na polaryzację makrofagów oraz in vivo na ekspresje genów kodujących mediatory pro- i przeciwzapalne podczas zakażenia bakteryjnego karpia (Cyprinus carpio L.). Badania prowadzono na makrofagach/monocytach wyizolowanych z nerki głowowej in vitro stymulowanych różnymi stężeniami 4-tert-oktylofenolu i/lub lipopolisacharydem (LPS). Z kolei in vivo ryby przez 14 dni karmiono paszą z 4-tert-oktylofenolem oraz paszą kontrolną, a następnie zakażano je dootrzewnowo bakteriami Aeromonas salmonicida, a zmiany ekspresji genów badano w nerce głowowej w 1 i 3 dniu po zakażeniu.Wykazano, że in vitro wysokie stężenia 4-tert-oktylofenolu (10 μM) obniżają w makrofagach ekspresję genów pro-zapalnych tj. il-12p35, chemokiny cxcb2 i ifn-γ2. Nie wpływają natomiast na ekspresję mediatorów przeciwzapalnych. Wykazano ponadto, że związek ten zwiększa ekspresję genu kodującego receptor estrogenowy ERβ. Z kolei w badaniach in vivo stwierdzono, że narażenie ryb na 4-tert-oktylofenol powoduje wzrost ekspresji w nerce głowowej mediatorów pro-zapalnych il-12p35 i cxcl8_l2 oraz obniża ekspresję gper-1 i cyp19a (24 hpi). Natomiast w 96 godzinie zakażenia związek ten podnosi ekspresję genu cyp19b.Podsumowując można stwierdzić, że 4-tert-oktylofenol wykazuje u ryb działanie immunomodulacyjne, w szczególności modyfikując odpowiedź typu komórkowego i odpowiedź zapalną.

Endocrine active compounds present in the aquatic environment cause a direct threat to aquatic organisms and animals, including humans. Xenoestrogens, which include 4-tert-octylphenol, are particularly dangerous. 4-tert-octylphenol belongs to alkyphenols, the main component of surfactants. Alkyphenols are used, among others for the production of paints, solvents, rubbers and adhesives. This compound affects the functioning of the human and animal body by binding to estrogen receptors. Moreover, 4-tert-octylphenol, like other xenoestrogens, can inhibit the activity and/or expression of P450 aromatase (CYP19) - the enzyme responsible for converting androgens (testosterone, androstenedione) to estrogens (estrone, 17β-estradiol).Expression of estrogen receptors and CYP19 in fish, mammalian and human leukocytes suggests that these compounds may also modulate the immune response.The aim of this study was to investigate the effect of 4-tert-octylphenol in vitro on the polarization of macrophages and in vivo on the expression of genes encoding pro- and anti-inflammatory mediators during bacterial infection in common carp (Cyprinus carpio L.). Studies were carried out on macrophages/monocytes isolated from the head kidney and in vitro stimulated with various concentrations of 4-tert-octylphenol and/or lipopolysaccharide (LPS). In vivo, fish were fed for 14 days with feed with 4-tert-octylphenol and control feed, and then infected intraperitoneally with Aeromonas salmonicida. Changes in gene expression were examined in the head kidney on days 1 and 3 after infection.In vitro, high concentrations of 4-tert-octylphenol (10 μM) down-regulated in macrophages the gene expression of pro-inflammatory mediators, i.e. il-12p35, cxcb2 and ifn-γ2 while they do not affect the expression of anti-inflammatory mediators. It has also been shown that this compound increases the expression of the gene encoding the estrogen receptor ERβ.In vivo, it was found that exposure of fish to 4-tert-octylphenol caused in the head kidney an increase in expression of pro-inflammatory mediators: il-12p35 and cxcl8_l2 and reduced expression of gper-1 and cyp19a (24 hpi) while at 96 hours of infection, this compound increased the expression of the cyp19b gene.In summary, it can be stated that 4-tert-octylphenol has immunomodulatory activity in fish, in particular by modifying the cell type immune response and the inflammatory response.