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Toxicity assay for citrinin, zearalenone and zearalenone-14-sulfate using the nematode Caenorhabditis elegans as model organism

  • To keep pace with the rising number of detected mycotoxins, there is a growing need for fast and reliable toxicity tests to assess the potential threat to food safety. Toxicity tests with the bacterial-feeding nematode Caenorhabditis elegans as model organism are well established. In this study the C. elegans wildtype strain N2 (var. Bristol) was used to investigate the toxic effects of the food-relevant mycotoxins citrinin (CIT) and zearalenone-14-sulfate (ZEA-14-S) and zearalenone (ZEA) on different life cycle parameters including reproduction, thermal and oxidative stress resistance and lifespan. The metabolization of the mycotoxins by the nematodes in vivo was investigated using HPLC-MS/MS. ZEA was metabolized in vivo to the reduced isomers α-zearalenol (α-ZEL) and β-ZEL. ZEA 14-S was reduced to α-/β-ZEL 14-sulfate and CIT was metabolized to mono-hydroxylated CIT. All mycotoxins tested led to a significant decrease in the number of nematode offspring produced. ZEA and CIT displayedTo keep pace with the rising number of detected mycotoxins, there is a growing need for fast and reliable toxicity tests to assess the potential threat to food safety. Toxicity tests with the bacterial-feeding nematode Caenorhabditis elegans as model organism are well established. In this study the C. elegans wildtype strain N2 (var. Bristol) was used to investigate the toxic effects of the food-relevant mycotoxins citrinin (CIT) and zearalenone-14-sulfate (ZEA-14-S) and zearalenone (ZEA) on different life cycle parameters including reproduction, thermal and oxidative stress resistance and lifespan. The metabolization of the mycotoxins by the nematodes in vivo was investigated using HPLC-MS/MS. ZEA was metabolized in vivo to the reduced isomers α-zearalenol (α-ZEL) and β-ZEL. ZEA 14-S was reduced to α-/β-ZEL 14-sulfate and CIT was metabolized to mono-hydroxylated CIT. All mycotoxins tested led to a significant decrease in the number of nematode offspring produced. ZEA and CIT displayed negative effects on stress tolerance levels and for CIT an additional shortening of the mean lifespan was observed. In the case of ZEA-14-S, however, the mean lifespan was prolonged. The presented study shows the applicability of C. elegans for toxicity testing of emerging food mycotoxins for the purpose of assigning potential health threats.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Julia Keller, Antje Borzekowski, H. Haase, R. Menzel, L. Rueß, Matthias KochORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Toxins
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Jahrgang/Band:10
Ausgabe/Heft:7
Erste Seite:284, 1
Letzte Seite:12
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Biotests; Metabolization; Mycotoxins; Toxicity testing
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.3390/toxins10070284
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-455772
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:25.07.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:25.07.2018
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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