Combined glyphosate and chlorpyrifos-based pesticides impair innate and adaptive immune functions: an in vitro approach.
Environ Health · 2025 · 24:86 · PMID 41199268 · 등급6 세포·모델 in vitro · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 사람 · 제형(GBH)
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배경: 글리포세이트계 제초제(예: Roundup®, R) 및 클로르피리포스계 살충제(예: Clorpi48®, C)를 포함한 농약의 광범위한 사용은 환경적 및 인체 건강에 미치는 영향에 대한 우려를 제기하였다. 증거가 축적됨에 따라 농약 노출이 암 발생과 연관된다는 점이 밝혀지고 있다. 종양 성장 조절에서 면역 감시가 중요한 역할을 하므로, 농약과 같은 환경 오염 물질 역시 면역독성 측면에서 평가되어야 한다. 또한, 개별 농약은 광범위하게 연구되었으나, 농약 혼합물이 인간 면역 세포에 미치는 영향은 여전히 충분히 탐구되지 않았다. 본 연구에서는 환경적으로 관련 있는 용량의 R, C 또는 이들의 조합(R+C)이 면역 세포 기능에 미치는 영향을 평가하였다. 방법: 건강한 기증자의 말초혈액단핵구(PBMCs), NK 세포 및 T 세포를 환경적으로 관련 있는 용량의 R, C 또는 R+C에 노출시켰다. NK 세포 세포독성, T-bet 발현 및 IFN-$\gamma$ 생산은 유세포 분석법으로 분석하였고, 면역 시냅스 형성(LFA-1 국소화) 및 과립형질세포 독성분비(perforin polarization)는 공초점 현미경으로 분석하였다. T 세포 증식, Th1 분화 및 IL-2 신호 전달 역시 유세포 분석법으로 평가하였다. 산화 스트레스는 R, C 또는 R+C에 노출된 PBMCs에서 $\text{H}_2\text{O}_2$ 생성을 측정하는 형광 분석법을 이용하여 정량화하였다. 또한 T 세포 기능 장애에서 산화 스트레스의 역할을 평가하였다. 결과: 개별 화합물은 아니었으나, R+C 조합이 NK 세포 세포독성, IFN-$\gamma$ 생산 및 면역 시냅스 형성을 유의하게 손상시켰으며, 이는 LFA-1 국소화의 장애와 결함 있는 perforin polarization으로 입증되었다. T 세포에서 R+C 노출은 증식, Th1 분화, IL-2 신호 전달 및 $\text{CD}8^+$ T 세포에 의한 IFN-$\gamma$ 분비를 억제하였으며, 이는 효과적인 항종양 반응의 핵심 기능들이다. 기전적으로, 산화 스트레스가 항증식 효과에 기여했으며, 카탈라아제 첨가를 통한 $\text{H}_2\text{O}_2$ 제거는 T 세포 증식을 회복시켰다. 결론: 환경적으로 관련 있는 용량의 글리포세이트 및 클로르피리포스계 농약 혼합물은 신생물성 세포와 초기 종양 초점 조절에 중요한 선천성 및 적응성 면역 효과 기능을 방해하며, 이는 현재의 위험 평가가 복합 제제에 대한 면역독성을 과소평가하고 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: The widespread use of pesticides, including glyphosate-based herbicides (e.g., Roundup®, R) and chlorpyrifos-based insecticides (e.g., Clorpi48®, C), has raised concerns about their environmental and human health impacts. Growing evidence links pesticide exposure to cancer development. Given the critical role of immune surveillance in tumor growth control, environmental pollutants such as pesticides should also be evaluated for immunotoxicity. Moreover, while individual pesticides have been extensively studied, the effects of pesticide mixtures on human immune cells remain poorly explored. Here, we assessed the impact of environmentally relevant doses of R, C, or their combination (R+C) on immune cell functions. METHODS: Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), NK cells, and T cells from healthy donors were exposed to environmentally relevant doses of R, C, or R+C. NK cell cytotoxicity, T-bet expression and IFN-g production were analyzed by flow cytometry, and immune synapse formation (LFA-1 localization) and perforin polarization were analyzed by confocal microscopy. T-cell proliferation, Th1 differentiation, and IL-2 signaling were also evaluated by flow cytometry. Oxidative stress was quantified using a fluorometric assay by measuring H2O2 production in PBMCs exposed to R, C, or R+C. Also, the role of oxidative stress in T-cell dysfunction was assessed. RESULTS: The combination of R+C, but not the individual compounds, significantly impaired NK cell cytotoxicity, IFN-g production, and immune synapse formation, as evidenced by disrupted LFA-1 localization and defective perforin polarization. In T cells, R+C exposure inhibited proliferation, Th1 differentiation, IL-2 signaling, and IFN-g secretion by CD8⁺ T cells, all key functions for effective antitumor responses. Mechanistically, oxidative stress contributed to the antiproliferative effect, as scavenging of H2O2 by catalase addition restored T cell proliferation. CONCLUSIONS: Environmentally relevant doses of glyphosate and chlorpyrifos-based pesticide mixtures disrupt innate and adaptive immune effector functions that are critical for the control of neoplastic cells and nascent tumor foci, suggesting that current risk assessments underestimate the immunotoxicity of combined formulations.| 저자 | Friedrich, A. D.; Gareis, D. B.; Ordoñez, M. E.; Regge, M. V.; Santilli, M. C.; Rubinsztain, M. N.; Gantov, M.; Amarilla, M. S.; Gaillardou, M. E.; Domaica, C. I.; Fuertes, M. B.; Zwirner, N. W. |
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| 저널 | Environmental health : a global access science source |
| 권·호·쪽 | 24(1), 86 |
| PMID | 41199268 |
| DOI | 10.4103/jcrt.JCRT_862_16 |
| MeSH | Chlorpyrifos; Humans; Glyphosate; Glycine; Adaptive Immunity; Immunity, Innate; Leukocytes, Mononuclear; Herbicides; Killer Cells, Natural; Insecticides; T-Lymphocytes; Pesticides; Environmental Pollutants |