1. Intestinal toxicity of the new type A trichothecenes, NX and 3ANX
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Sylvie Puel, J. David Miller, Laura Soler, Isabelle P. Oswald, Yannick Lippi, Manon Neves, Alix Pierron, Biosynthèse & Toxicité des Mycotoxines (ToxAlim-BioToMyc), ToxAlim (ToxAlim), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Transcriptomic impact of Xenobiotics (E23 TRiX), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Carleton College, This research was supported in part by the ANR grant 'Newmyco' (ANR-15-CE21-0010), the ANR grant 'EmergingMyco' (ANR-18-CE34-0014) and the Ontario Ministry of Food and Agriculture (FS2015-2617/SF6115)., ANR-15-CE21-0010,Newmyco,Metabolome de deux contaminants fongiques du blé d'importance majeure: identification de nouveaux métabolites toxiques(2015), ANR-18-CE34-0014,EmergingMyco,Les mycotoxines émergentes : un nouveau risque pour l'Homme et les animaux ?(2018), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
- Subjects
Fusarium ,Environmental Engineering ,Swine ,Health, Toxicology and Mutagenesis ,Cell ,Explant ,Trichothecenes, Type A ,Transcriptome ,03 medical and health sciences ,Immune system ,medicine ,Environmental Chemistry ,Animals ,Humans ,Gut ,Intestinal Mucosa ,030304 developmental biology ,0303 health sciences ,biology ,Cell growth ,Chemistry ,Gene Expression Profiling ,030302 biochemistry & molecular biology ,Public Health, Environmental and Occupational Health ,General Medicine ,General Chemistry ,biology.organism_classification ,Pollution ,Molecular biology ,Deoxynivalenol ,3. Good health ,Fusarium graminearum ,medicine.anatomical_structure ,Vacuolization ,Apoptosis ,[SDV.TOX]Life Sciences [q-bio]/Toxicology ,Toxicity ,Caco-2 Cells ,Trichothecenes - Abstract
International audience; NX and its acetylated form 3ANX are two new type A trichothecenes produced by Fusarium graminearum whose toxicity is poorly documented. The aim of this study was to obtain a general view of the intestinal toxicity of these toxins. Deoxynivalenol (DON), which differs from NX by the keto group at C8, served as a benchmark. The viability of human intestinal Caco-2 cells decreased after 24 h of exposure to 3 μM NX (−21.4%), 3 μM DON (−20.2%) or 10 μM 3ANX (−17.4%). Histological observations of porcine jejunal explants exposed for 4 h to 10 μM of the different toxins showed interstitial edema and cellular debris. Explants exposed to NX also displayed cell vacuolization, a broken epithelial barrier and high loss of villi. Whole transcriptome profiling revealed that NX, DON and 3ANX modulated 369, 146 and 55 genes, respectively. Functional analyses indicated that the three toxins regulate the same gene networks and signaling pathways mainly; cell proliferation, differentiation, apoptosis and growth, and particularly immune and pro-inflammatory responses. Greater transcriptional impacts were observed with NX than with DON. In conclusion, our data revealed that the three toxins have similar impacts on the intestine but of different magnitude: NX > DON ≫ 3ANX. NX and 3ANX should consequently be included in overall risk analysis linked to the presence of trichothecenes in our diet.
- Published
- 2022