medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2023-102-11-1210-1214riwbwamedlit-3531Research ArticleПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕPREVENTIVE TOXICOLOGY AND HYGIENIC STANDARTIZATIONОценка мутагенной активности пищевого красителя Понсо 4R в микроядерном тесте на мышахEvaluation of mutagenic activity of the food dye Ponceau 4R in a micronuclear test in micehttps://orcid.org/0000-0003-4377-245XЮрченкоВалентина ВасильевнаYurchenkoValentina V.

Кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник отдела профилактической токсикологии и медико-биологических исследований ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва

e-mail: VYurchenko@cspmz.ru

MD, PhD, Leading Researcher of the Department of Preventive Toxicology and Biomedical Research in the Centre for Strategic Planning of FMBA of Russia, Moscow, 119121, Russian Federation.

e-mail: VYurchenko@cspmz.ru

VYurchenko@cspmz.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3619-3858АхальцеваЛюдмила ВячеславовнаAkhaltsevaLyudmila V.

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела профилактической токсикологии и медико-биологических исследований ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва

e-mail: LAhalceva@cspmz.ru

LAhalceva@cspmz.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5031-2916ЮрцеваНадежда АлександровнаYurtsevaNadezda A.

Младший научный сотрудник отдела профилактической токсикологии и медико-биологических исследований ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва

noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8319-1329КоняшкинаМария АлександровнаKonyashkinaMariya A.

Кандидат биологических наук, научный сотрудник отдела профилактической токсикологии и медико-биологических исследований ФГБУ «ЦСП» ФМБА России, 119121, Москва

noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0856-3209ЛебедевАнтон СергеевичLebedevAnton S.

Кандидат химических наук, доцент института фундаментальной и прикладной химии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова», 150057, Ярославская область, г. Ярославль, пр. Матросова, д. 9

noemail@neicon.ruФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» Федерального медико-биологического агентстваРоссияCentre for Strategic Planning of FMBA of RussiaRussian FederationФГБОУ ВО «Ярославский государственный университет имени П.Г. Демидова»РоссияYaroslavl State UniversityRussian Federation2023131220231021112101214Copyright © Юрченко В.В., Ахальцева Л.В., Юрцева Н.А., Коняшкина М.А., Лебедев А.С., 20232023Юрченко В.В., Ахальцева Л.В., Юрцева Н.А., Коняшкина М.А., Лебедев А.С.Yurchenko V.V., Akhaltseva L.V., Yurtseva N.A., Konyashkina M.A., Lebedev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/3531Введение

Введение. Пищевой моноазокраситель Е124 Понсо 4R применяется в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Анализ доступных данных по оценке генетической безопасности Е124 на основе учёта основных маркёрных событий генотоксичности выявил их противоречивость, возможно, связанную с количественными и (или) качественными различиями изученных образцов по примесям.

Цель работы — оценить мутагенную активность в микроядерном тесте на мышах  нескольких коммерческих образцов Е124, присутствующих на отечественном рынке.

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучены три образца Е124 от разных производителей (Индия). Для оценки подлинности субстанций Понсо 4R применялся метод ИК-спектроскопии среднего диапазона, техника УНПВО. Водные растворы краски вводили в желудок самцам мышей CBA × C57Bl6/j) в дозах от 125 до 2000 мг/кг дважды с интервалом 24 ч и приготовлением препаратов через 24 ч после второго введения. Для оценки частоты полихроматофильных эритроцитов (ПХЭ) с микроядрами (МЯ) анализировали 4000 ПХЭ, доли ПХЭ среди всех эритроцитов — 500 клеток на животное.

Результаты

Результаты. Понсо 4R был идентифицирован во всех представленных образцах. На всех изученных уровнях воздействия образцы Е124 вызывали повышение частоты ПХЭ с МЯ (р < 0,05–0,001, критерий Т) в костном мозге мышей в линейной зависимости от дозы (р < 0,04–0,0001). Доля ПХЭ от всех эритроцитов не изменялась.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Полученные данные не позволяют определить механизм генотоксического действия исследуемого вещества.

Заключение

Заключение. Анализ частоты ПХЭ с МЯ в костном мозге мышей после двукратного введения в дозах 125–2000 мг/кг выявил мутагенную активность трёх образцов Понсо 4R.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом НИИ ЭДиТО ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Участие авторов

Участие авторов:Юрченко В.В. — концепция и дизайн исследования, работа с животными, приготовление препаратов для микроскопического анализа, статистический анализ, анализ данных литературы, написание текста;Ахальцева Л.В. — микроскопический анализ, поиск источников литературы, анализ данных литературы, написание текста;Юрцева Н.А. — работа с животными, приготовление препаратов для микроскопического анализа, микроскопический анализ;Коняшкина М.А. — работа с животными, приготовление препаратов для микроскопического анализа;Лебедев А.С. — оценка подлинности субстанций Понсо 4R.Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания «Комплексная система оценки генотоксичности пищевых добавок» ФГБУ «ЦСП» ФМБА России.

Поступила

Поступила: 09.08.2023 / Принята к печати: 15.11.2023 / Опубликована: 08.12.2023

Introduction

Introduction. Food monoazo dye E124 Ponceau 4R is used in the food, pharmaceutical, and cosmetic industries. An analysis of the available data on the evaluation of the genetic safety of E124 based on the main marker events of genotoxicity revealed their inconsistency, possibly associated with quantitative and/or qualitative differences in the studied samples for impurities.

The aim of the work is to evaluate the mutagenic activity in the micronucleus test in mice of several commercial samples of E124 present on the domestic market.

Materials and methods

Materials and methods. Three samples of E124 from different manufacturers (India) were studied. To assess the identity of Ponceau 4R substances, there was used method of MIR-spectroscopy — universal ART technique. Aqueous dye solutions were administered to the stomach of male CBA × C57Bl6/j) mice at doses of 125 to 2000 mg/kg twice with an interval of 24 hours and preparations were prepared 24 hours after the last injection. To assess the frequency of polychromatophilic erythrocytes (PCE) with micronuclei (MN), 4000 PCE were analyzed, the proportion of PCE among all erythrocytes — 500 cells per animal.

Results

Results. Ponceau 4 R was determined in all samples. All E124 samples caused an increase in the frequency of PCE with MN (p < 0.05–0.001, T test) after exposure at all levels studied in a linear dose-dependent manner. The proportion of PCE from all erythrocytes did not change.

Limitations

Limitations. The data obtained do not allow determining the mechanism of the genotoxic action of the test substance.

Conclusion

Conclusion. An analysis of the frequency of MN PCEs in the bone marrow in mice after a double injection at doses of 125–2000 mg/kg revealed the genotoxicity of three samples Ponceau 4R.

Compliance with ethical standards. The study was approved by the local ethical committee of the Research Institute of EDiTO Federal State Budgetary Institution «N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology» of the Ministry of Health of the Russian Federation, carried out under the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experiments or Other Scientific Purposes (ETS N 123), Directive of the European Parliament and Council of the European Union 2010/63/EU of 22.09.2010 on the protection of animals used for scientific purposes.

Contribution

Contribution:Yurchenko V.V. — concept and design of the study, work with animals, preparation of preparations for cytogenetic analysis, statistical analysis, analysis of literature, writing a text;Akhaltseva L.V. — cytogenetic analysis, search for literature sources, analysis of literature;Yurtseva N.A. — work with animals, preparation of preparations for cytogenetic analysis, search for literature sources;Konyashkina M.A. — work with animals, preparation of preparations for cytogenetic analysis, cytogenetic analysis, search for literature sources;Lebedev A.S. — verification of Ponceau 4R substances for identity. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgment

Acknowledgment. The work was carried out within the framework of the state task «Complex system for assessing the genotoxicity of food additives» Centre for Strategic Planning of FMBA of Russia.

Received

Received: August 9, 2023 / Accepted: November 15, 2023 / Published: December 8, 2023

генотоксичностьпищевые азокрасителиЕ124Понсо 4Rмикроядерный тест in vivoполихроматофильные эритроцитымышиgenotoxicityfood azo dyesE124Ponceau 4Rmicronucleus test in vivopolychromatophilic erythrocytesmiceReferencesEFSA Scientific Committee. Scientific Opinion on genotoxicity testing strategies applicable to food and feed safety assessment. EFSA J. 2011; 9(9): 2379. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2011.2379EFSA Scientific Committee. Scientific Opinion on genotoxicity testing strategies applicable to food and feed safety assessment. EFSA J. 2011; 9(9): 2379. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2011.2379Евразийская экономическая комиссия. Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств. ТР ТС 029/2012; 2012.Eurasian Economic Commission. Safety requirements for food additives, flavorings and technological aids. TR CU 029/2012; 2012. (in Russian)Бессонов В.В. Разработка методов и системы гигиенического контроля за использованием красителей в производстве пищевой продукции: Автореф. дисс. … д-ра биол. наук. М.; 2011.Bessonov V.V. Development of methods and systems of hygienic control over the use of dyes in the production of food products: Diss. Moscow; 2011. (in Russian)Юрченко В.В., Ингель Ф.И., Ахальцева Л.В., Коняшкина М.А., Юрцева Н.А., Никитина Т.А. и др. Генетическая безопасность синтетических пищевых красителей. Обзор литературы. Экологическая генетика. 2021; 19(4): 323–41. https://doi.org/10.17816/ecogen79399 https://elibrary.ru/muulzsYurchenko V.V., Ingel’ F.I., Akhal’tseva L.V., Konyashkina M.A., Yurtseva N.A., Nikitina T.A., et al. Genotoxic safety of synthetic food colours. Review. Ekologicheskaya genetika. 2021; 19(4): 323–41. https://doi.org/10.17816/ecogen79399 https://elibrary.ru/muulzs (in Russian)Yamjaia K., Nainar M.S., Varma S.K., Ambore N. Separation, identification and mutagenic assessment of the photodegradation products of Ponceau 4R (E124) in a beverage. Anal. Methods. 2016; 8(25): 5017–24. https://doi.org/10.1039/C6AY00716CYamjaia K., Nainar M.S., Varma S.K., Ambore N. Separation, identification and mutagenic assessment of the photodegradation products of Ponceau 4R (E124) in a beverage. Anal. Methods. 2016; 8(25): 5017–24. https://doi.org/10.1039/C6AY00716COzaki A., Kitano M., Itoh N., Kuroda K., Furusawa N., Masuda T., et al. Mutagenicity and DNA-damaging activity of decomposed products of food colours under UV irradiation. Food Chem. Toxicol. 1998; 36(9–10): 811–7. https://doi.org/10.1016/s0278-6915(98)00039-8Ozaki A., Kitano M., Itoh N., Kuroda K., Furusawa N., Masuda T., et al. Mutagenicity and DNA-damaging activity of decomposed products of food colours under UV irradiation. Food Chem. Toxicol. 1998; 36(9–10): 811–7. https://doi.org/10.1016/s0278-6915(98)00039-8OECD. Test No. 471: Bacterial Reverse Mutation Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. Paris: OECD Publishing; 2020. https://doi.org/10.1787/9789264071247-enOECD. Test No. 471: Bacterial Reverse Mutation Test, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. Paris: OECD Publishing; 2020. https://doi.org/10.1787/9789264071247-enYamada M., Honma M. Summarized data of genotoxicity tests for designated food additives in Japan. Genes Environ. 2018; 40: 27. https://doi.org/10.1186/s41021-018-0115-2Yamada M., Honma M. Summarized data of genotoxicity tests for designated food additives in Japan. Genes Environ. 2018; 40: 27. https://doi.org/10.1186/s41021-018-0115-2Kirkland D., Levy D.D., LeBaron M.J., Aardema M.J., Beevers С., Bhalli J., et al. A comparison of transgenic rodent mutation and in vivo comet assay responses for 91 chemicals. Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2019; 8396: 21–35. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2019.01.007Kirkland D., Levy D.D., LeBaron M.J., Aardema M.J., Beevers С., Bhalli J., et al. A comparison of transgenic rodent mutation and in vivo comet assay responses for 91 chemicals. Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2019; 8396: 21–35. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2019.01.007Tsuda S., Murakami M., Matsusaka N., Kano K., Taniguchi K., Sasaki Y.F. DNA damage induced by red food dyes orally administrated to pregnant and male mice. Toxicoi. Sci. 2001; 61(1): 92–9. https://doi.org/10.1093/toxsci/61.1.92Tsuda S., Murakami M., Matsusaka N., Kano K., Taniguchi K., Sasaki Y.F. DNA damage induced by red food dyes orally administrated to pregnant and male mice. Toxicoi. Sci. 2001; 61(1): 92–9. https://doi.org/10.1093/toxsci/61.1.92Shimada C., Kano K., Sasaki Y.F., Sato I., Tsudua S. Differential colon DNA damage induced by azo food additives between rats and mice. J. Toxicoi. Sci. 2010; 35(4): 547–54. https://doi.org/10.2131/jts.35.547Shimada C., Kano K., Sasaki Y.F., Sato I., Tsudua S. Differential colon DNA damage induced by azo food additives between rats and mice. J. Toxicoi. Sci. 2010; 35(4): 547–54. https://doi.org/10.2131/jts.35.547Sankaranarayanan N., Murthy M.S. Testing of some permitted food colours for the induction of gene conversion in diploid yeast. Mutat. Res. 1979; 67(4): 309–14. https://doi.org/10.1016/0165-1218(79)90026-0)Sankaranarayanan N., Murthy M.S. Testing of some permitted food colours for the induction of gene conversion in diploid yeast. Mutat. Res. 1979; 67(4): 309–14. https://doi.org/10.1016/0165-1218(79)90026-0)EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources Added to Food. Scientific Opinion on the re-evaluation of Ponceau 4R (E 124) as a food additive. EFSA Journal. 2009; 7(11): 1328.EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources Added to Food. Scientific Opinion on the re-evaluation of Ponceau 4R (E 124) as a food additive. EFSA Journal. 2009; 7(11): 1328.Agarwal K., Mukherjee A., Sharma A. In vivo cytogenetic studies on male mice exposed to Ponceau 4R and beta-carotene. Cytobios. 1993; 74(296): 23–8.Agarwal K., Mukherjee A., Sharma A. In vivo cytogenetic studies on male mice exposed to Ponceau 4R and beta-carotene. Cytobios. 1993; 74(296): 23–8.Hayashi M., Kishi M., Sofuni T., Ishidate M. Jr. Micronucleus tests in mice on 39 food additives and eight miscellaneous chemicals. Food Chem. Toxicol. 1988; 26(6): 487–500. https://doi.org/10.1016/0278-6915(88)90001-4Hayashi M., Kishi M., Sofuni T., Ishidate M. Jr. Micronucleus tests in mice on 39 food additives and eight miscellaneous chemicals. Food Chem. Toxicol. 1988; 26(6): 487–500. https://doi.org/10.1016/0278-6915(88)90001-4EFSA. Statement on Allura Red AC and other sulphonated mono azo dyes authorised as food and feed additives. EFSA J. 2013; 11(6): 3234. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2013.3234EFSA. Statement on Allura Red AC and other sulphonated mono azo dyes authorised as food and feed additives. EFSA J. 2013; 11(6): 3234. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2013.3234Ахальцева Л.В., Юрченко В.В., Юрцева Н.А., Коняшкина М.А. Оценка генотоксичности пищевого красителя тартразина в микроядерном тесте in vivo. Гигиена и санитария. 2022; 101(7): 798–801. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-7-798-801 https://elibrary.ru/ouulgnAkhal’tseva L.V., Yurchenko V.V., Yurtseva N.A., Konyashkina M.A. Evaluation of the genotoxicity of the food dye tartrazine in a micronucleus test in vivo. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2022; 101(7): 798–801. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-7-798-801 https://elibrary.ru/ouulgn (in Russian)Ахальцева Л.В., Юрченко В.В., Юрцева Н.А., Коняшкина М.А. Оценка генотоксичности пищевого красителя Жёлтый «солнечный закат» в микроядерном тесте in vivo. Гигиена и санитария. 2022; 101(9): 1093–7. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-9-1093-1097 https://elibrary.ru/zwhjpsAkhal’tseva L.V., Yurchenko V.V., Yurtseva N.A., Konyashkina M.A. Evaluation of the genotoxicity of the food dye sunset yellow FCF in a micronucleus test in vivo. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2022; 101(9): 1093–7. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-9-1093-1097 https://elibrary.ru/zwhjps (in Russian)Commission Regulation (EU) No. 231/2012 laying down specifications for food additives listed in Annexes II and III to Regulation (EC) No. 1333/2008 of the European Parliament and of the Council. Available at: https://data.europa.eu/eli/reg/2012/231/ojCommission Regulation (EU) No. 231/2012 laying down specifications for food additives listed in Annexes II and III to Regulation (EC) No. 1333/2008 of the European Parliament and of the Council. Available at: https://data.europa.eu/eli/reg/2012/231/ojOECD. Test No. 474: Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. Paris: OECD Publishing; 2016. https://doi.org/10.1787/9789264264762-enOECD. Test No. 474: Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4. Paris: OECD Publishing; 2016. https://doi.org/10.1787/9789264264762-enПриказ Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 225 «О санитарно-эпидемиологической экспертизе пестицидов и агрохимикатов». М.; 2006.Order of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare № 225 «On Sanitary and Epidemiological Expertise of Pesticides and Agrochemicals». Moscow; 2006. (in Russian)Илюшина Н.А. Оценка эквивалентности технических продуктов пестицидов-аналогов оригинальным действующим веществам по критерию «мутагенность». Экологическая генетика. 2019; 17(2): 101–12. https://doi.org/10.17816/ecogen172101-112 https://elibrary.ru/rdxvofIlyushina N.A. Assessment of the equivalence of technical materials of analogous pesticides to original active substances on the basis of «mutagenicity» criterion. Ekologicheskaya genetika. 2019; 17(2): 101–12. https://doi.org/10.17816/ecogen172101-112 https://elibrary.ru/rdxvof (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.