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Aug 22, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12151 (2023) Citare questo articolo

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La nicotina è un alcaloide che crea dipendenza e un neurostimolatore presente nel tabacco che provoca dipendenza negli esseri umani e rende il tabacco un prodotto commerciale molto richiesto. È comunemente usato per scopi ricreativi ed è una sostanza nociva (il valore LD50 orale per il ratto è 50 mg/kg) e provoca dipendenza. I metaboliti della nicotina come le nitrosammine specifiche del tabacco (TSNA) sono sostanze pericolose i cui metaboliti sono altamente elettrofili e formano addotti al DNA, che avvieranno il processo di cancerogenesi. I TSNA si formano durante la stagionatura, lo stoccaggio e la fermentazione a causa della nitrosazione della nicotina e di altri alcaloidi del tabacco. I TSNA sono utilizzati come biomarcatori per la valutazione del rischio di cancro negli esseri umani esposti al tabacco e ai suoi prodotti. Per determinare la formazione occasionale di TSNA negli insetti che si nutrono di tabacco, le larve del 5° stadio di Spodoptera litura e le loro feci sono state analizzate per la presenza di N′-nitrosonornicotina (NNN), 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)- 1-butanone (NNK) e 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanolo (NNAL) insieme alle foglie di tabacco conservate (PT-76) utilizzando un sistema LC–MS/MS Agilent 6470B seguendo Protocollo ISO/DIS 19290:2015. Le larve vengono estratte in un'estrazione tamponata con acetonitrile-acqua e la quantità di TSNA viene quantificata in modalità di monitoraggio delle reazioni multiple (MRM). 20 \(\upmu\)l di ciascun campione estratto e purificato sono stati iniettati nel sistema LC–MS/MS per la quantificazione. Il limite di rilevamento (LOD) e il limite di quantificazione (LOQ) erano 0,001 mg/kg e 0,005 mg/kg per tutte le nitrosammine testate. È stato riscontrato che la NNN era pari a 0,361 mg/kg, 0,340 mg/kg e 5,66 mg/kg rispettivamente in campioni di corpo intero di insetti, feci e foglie di tabacco. È stato riscontrato che l'NNK era pari a 0,060 mg/kg, 0,035 mg/kg e 0,93 mg/kg rispettivamente in campioni di corpo intero di insetti, feci e foglie di tabacco. Tuttavia, NNAL non è stato rilevato né nell'intero corpo dell'insetto né nelle feci. I recuperi variavano tra il 95 e il 98% per tutti i composti quando addizionati a LOD e LOQ. La presenza di TSNA è un biomarker per il rischio di cancro e la loro presenza negli insetti indicherebbe la valutazione del rischio di cancro negli insetti che si nutrono di tabacco e qualsiasi possibile percorso disintossicante del TSNA negli insetti che potrebbe prevenire la mutagenesi causata da questi composti.

Le nitrosammine specifiche del tabacco (TSNA) sono un gruppo di agenti cancerogeni presenti nel tabacco e nei prodotti del tabacco1. Si formano durante la stagionatura, lo stoccaggio e la fermentazione del tabacco mediante nitrosazione degli alcaloidi del tabacco come nicotina, nornicotina, anabasina e anatabina. I TSNA non sono presenti nelle foglie fresche di tabacco e la loro formazione inizia pochi giorni dopo la raccolta2,3,4. I TSNA includono 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanone (NNK), N'-nitrosonornicotina (NNN), N'-nitrosoanabasina (NAB) e N'-nitrosoanatabina (NAT). I primi due sono potenti cancerogeni (Gruppo 1: altamente cancerogeni) e si ritiene siano associati alla maggior parte dei tumori polmonari nei fumatori5,6. Boyland et al.7,8 sono stati i primi a dimostrare l'attività cancerogena del NAB nei ratti e dell'NNN nei topi. È stato riportato che NNN e NNK causano tumori esofagei, tumori dell'epitelio olfattivo, tumori tracheali, adenomi polmonari e adenocarcinomi in diversi animali e nell'uomo6,9. Il 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanolo (NNAL) è un metabolita dell'NNK e si ritiene che causi cancro ai polmoni negli esseri umani. I pazienti affetti da cancro ai polmoni avevano livelli significativamente più elevati di NNAL10 urinario. Il consumo di tabacco in qualsiasi forma espone gli esseri umani al rischio di contrarre il cancro.

Gli insetti che si nutrono di tabacco non sono influenzati dai composti mutageni presenti nelle foglie di tabacco. Esperimenti su insetti che si nutrono di tabacco hanno suggerito che nella maggior parte degli insetti la nicotina non viene metabolizzata dagli insetti oppure la nicotina e altri alcaloidi del tabacco probabilmente dannosi vengono rapidamente escreti dagli insetti prima che si accumulino concentrazioni letali11,12. Le indagini per determinare il metabolismo della nicotina nel hornworm del tabacco, Manduca sexta, hanno rivelato che la nicotina viene metabolizzata in cotinina-N-ossido e viene rapidamente escreta insieme alla nicotina libera che non viene metabolizzata13. Si ritiene che gli enzimi dell'intestino medio come le monoossigenasi del citocromo P450 e le glutatione S-transferasi siano responsabili della rapida escrezione di nicotina nell'Helicoverpa assulta14,15. La presente indagine mirava alla determinazione dei TSNA e del loro destino in un insetto che si nutre di tabacco, Spodoptera litura, comunemente indicato come cutworm del tabacco. Le foglie di tabacco fermentate nell'intestino di questo insetto dovrebbero provocare la formazione di TSNA così come si formano durante la stagionatura e la fermentazione delle foglie di tabacco. Questa è probabilmente la prima volta che i TSNA vengono analizzati negli insetti.