The Effects of Organophosphate Esters Used as Flame Retardants and Plasticizers on Granulosa, Leydig, and Spermatogonial Cells Analyzed Using High-Content Imaging
The Effects of Organophosphate Esters Used as Flame Retardants and Plasticizers on Granulosa, Leydig, and Spermatogonial Cells Analyzed Using High-Content Imaging
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- dc.contributor.author
- Wang, Xiaotong
- Luu, Trang
- Beal, Marc A.
- Barton-Maclaren, Tara S.
- Robaire, Bernard
- Hales, Barbara F.
- dc.date.accessioned
- 2023-06-12T04:11:13Z
- dc.date.available
- 2023-06-12T04:11:13Z
- dc.date.issued
- 2022-02-04
- dc.description.abstract - en
- The replacement of regulated brominated flame retardants and plasticizers with organophosphate esters (OPEs) has led to their pervasive presence in the environment and in biological matrices. Further, there is evidence that exposure to some of these chemicals is associated with reproductive toxicity. Using a high-content imaging approach, we assessed the effects of exposure to 9 OPEs on cells related to reproductive function: KGN human granulosa cells, MA-10 mouse Leydig cells, and C18-4 mouse spermatogonial cells. The effects of OPEs were compared with those of 2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47), a legacy brominated flame retardant. Alterations in several important cell features, including cell survival, mitochondrial dynamics, oxidative stress, lysosomes, and lipid droplets, were analyzed. Most of the OPEs tested displayed higher cytotoxicity than BDE-47 in all 3 cell lines. Effects on phenotypic parameters were specific for each cell type. Several OPEs increased total mitochondria, decreased lysosomes, increased the total area of lipid droplets, and induced oxidative stress in KGN cells; these endpoints were differentially affected in MA-10 and C18-4 cells. Alterations in cell phenotypes were highly correlated in the 2 steroidogenic cell lines for a few triaryl OPEs. Potency ranking using 2 complementary approaches, Toxicological Prioritization Index analyses and the lowest benchmark concentration/administered equivalent dose method, revealed that while most of the OPEs tested were more potent than BDE-47, others showed little to no effect. We propose that these approaches serve as lines of evidence in a screening strategy to identify the potential for reproductive and endocrine effects of emerging chemicals and assist in regulatory decision-making.
- dc.description.abstract-fosrctranslation - fr
- Le remplacement des retardateurs de flamme bromés et des plastifiants réglementés par des esters organophosphorés (OPE) a entraîné leur omniprésence dans l'environnement et dans les matrices biologiques. En outre, il est prouvé que l'exposition à certains de ces produits chimiques est associée à une toxicité pour la reproduction. En utilisant une approche d'imagerie à haut contenu, nous avons évalué les effets de l'exposition à 9 OPE sur les cellules liées à la fonction de reproduction : cellules de la granulosa humaine KGN, cellules de Leydig de la souris MA-10 et cellules spermatogoniales de la souris C18-4. Les effets des OPE ont été comparés à ceux du 2,2′,4,4′-tétrabromodiphényléther (BDE-47), un ancien retardateur de flamme bromé. Les altérations de plusieurs caractéristiques cellulaires importantes, notamment la survie cellulaire, la dynamique mitochondriale, le stress oxydatif, les lysosomes et les gouttelettes lipidiques, ont été analysées. La plupart des OPE testés présentaient une cytotoxicité supérieure à celle du BDE-47 dans les trois lignées cellulaires. Les effets sur les paramètres phénotypiques étaient spécifiques à chaque type de cellule. Plusieurs OPE ont augmenté le nombre total de mitochondries, diminué le nombre de lysosomes, augmenté la surface totale des gouttelettes lipidiques et induit un stress oxydatif dans les cellules KGN ; ces paramètres ont été affectés de manière différente dans les cellules MA-10 et C18-4. Les altérations des phénotypes cellulaires étaient fortement corrélées dans les deux lignées cellulaires stéroïdogènes pour quelques OPE triaryles. Le classement de la puissance à l'aide de deux approches complémentaires, les analyses de l'indice de priorité toxicologique et la méthode de la concentration de référence la plus faible/dose équivalente administrée, a révélé que si la plupart des OPE testés étaient plus puissants que le BDE-47, d'autres n'avaient que peu ou pas d'effet. Nous proposons que ces approches servent de lignes de preuve dans une stratégie de dépistage pour identifier le potentiel d'effets reproductifs et endocriniens des produits chimiques émergents et aider à la prise de décision réglementaire.
- dc.identifier.doi
- https://doi.org/10.1093/toxsci/kfac012
- dc.identifier.uri
- https://open-science.canada.ca/handle/123456789/677
- dc.language.iso
- en
- dc.subject - en
- Health
- Health and safety
- dc.subject - fr
- Santé
- Santé et sécurité
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- The Effects of Organophosphate Esters Used as Flame Retardants and Plasticizers on Granulosa, Leydig, and Spermatogonial Cells Analyzed Using High-Content Imaging
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