medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2026-105-5-486-492slpiqnmedlit-5665Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEОбоснование перспективности использования культуры клеток HuTu 80 для выявления химического загрязнения воды источников хозяйственно-питьевого водопользования населенияJustification of the prospects of using HuTu 80 cell culture for detecting chemical contamination of water sources for household and drinking water use by the populationhttps://orcid.org/0000-0002-5070-4431КузяновДмитрий АндреевичKuzyanovDmitry A.

Мл. науч. сотр. лаб. гигиенических методов исследования факторов окружающей среды Саратовского МНЦ гигиены ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» Роспотребнадзора, 410022, Саратов, Россия

e-mail: dimakuzyanov2000@gmail.com

Junior researcher, Laboratory of hygienic methods for assessing environmental factors, Saratov Hygiene Medical Research Center “Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies”, Saratov, 410022, Russian Federation

e-mail: dimakuzyanov2000@gmail.com

dimakuzyanov2000@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9234-4000МоисееваЕлизавета МихайловнаMoiseevaElizaveta M.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. гигиенических методов исследования факторов окружающей среды Саратовского МНЦ гигиены ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» Роспотребнадзора, 410022, Саратов, Россия

e-mail: moiseeva-el@mail.ru

PhD (Biology), senior researcher, Laboratory of hygienic methods for assessing environmental factors, Saratov Hygiene Medical Research Center “Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologi”es, Saratov, 410022, Russian Federation

e-mail: moiseeva-el@mail.ru

moiseeva-el@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0670-7918МикеровАнатолий НиколаевичMikerovAnatoly N.

Доктор биол. наук, руководитель Саратовского МНЦ гигиены ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» Роспотребнадзора, 410022, профессор каф. микробиологии, вирусологии и иммунологии ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, 410012, Саратов, Россия

e-mail: mail@smncg.ru

DSc (Biology), professor, head, Saratov Hygiene Medical Research Center “Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies”, Saratov, 410022, Russian Federation, Department of microbiology, virology and immunology, Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky, Saratov, 410012, Russian Federation

e-mail: mail@smncg.ru

mail@smncg.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5187-7361ЭрдниевЛеонид ПетровичErdnievLeonid P.

Канд. мед. наук, вед. науч. сотр. лаб. гигиенических методов исследования факторов окружающей среды Саратовского МНЦ гигиены ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» Роспотребнадзора, 410022, Саратов, Россия

e-mail: leonid-erdniev@yandex.ru

PhD (Medicine), leading researcher, Laboratory of hygienic methods for assessing environmental factors, Saratov Hygiene Medical Research Center of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Saratov, 410022, Russian Federation

e-mail: leonid-erdniev@yandex.ru

leonid-erdniev@yandex.ruЛуцевичИгорь НиколаевичLutsevichIgor N.

Доктор мед. наук, зав. каф. профильных гигиенических дисциплин ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, 410012, Саратов, Россия

e-mail: ilutsevich@yandex.ru

DSc (Medicine), head, Department of specialized hygienic disciplines, Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky, Saratov, 410012, Russian Federation

e-mail: ilutsevich@yandex.ru

ilutsevich@yandex.ruСаратовский медицинский научный центр гигиены ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» РоспотребнадзораSaratov Hygiene Medical Research Center «Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies»Саратовский медицинский научный центр гигиены ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора; ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Минздрава РоссииSaratov Hygiene Medical Research Center «Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies»; Saratov State Medical University named after V.I. RazumovskyФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Минздрава РоссииSaratov State Medical University named after V.I. Razumovsky2026180620261055486492Copyright © Кузянов Д.А., Моисеева Е.М., Микеров А.Н., Эрдниев Л.П., Луцевич И.Н., 20262026Кузянов Д.А., Моисеева Е.М., Микеров А.Н., Эрдниев Л.П., Луцевич И.Н.Kuzyanov D.A., Moiseeva E.M., Mikerov A.N., Erdniev L.P., Lutsevich I.N.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/5665Введение

Введение. Существующие ограничения традиционных методов контроля качества и безопасности воды источников хозяйственно-питьевого водопользования населения определяют актуальность применения клеточных моделей in vitro для оперативного выявления химического загрязнения проб воды.

Цель работы – обоснование применения культуры клеток человека HuTu 80 для выявления химического загрязнения воды источников хозяйственно-питьевого водопользования населения по результатам экспериментального моделирования.

Материалы и методы

Материалы и методы. Оценку качества воды источников хозяйственно-питьевого водопользования населения осуществляли по расширенному перечню показателей (45 санитарно-химических показателей), в том числе определяли обязательный минимум по МР 2.1.4.0176–20, в соответствии с нормативными значениями, установленными СанПиН 1.2.3685–21. Воздействие проб воды на культуру клеток HuTu 80 оценивали по изменению активности митохондриальных дегидрогеназ после 48-часовой экспозиции.

Результаты

Результаты. Установлено, что 5 из 10 проб воды оказывали негативное воздействие на культуру клеток HuTu 80, при этом в двух из них регистрировали превышения установленных гигиенических нормативов содержания химических веществ (ионы магния, натрия, лития, а также хлорид- и сульфат-ионы). Проведённое экспериментальное моделирование состава нативных проб воды показало, что негативное воздействие на метаболизм клеток может быть обусловлено присутствием ионов магния, сульфат-ионов и ионов лития в концентрациях как превышающих, так и находящихся ниже предельно допустимых. Комбинированное воздействие ионов неорганических веществ вызывало более выраженное изменение метаболической активности клеток по сравнению с влиянием каждого из них в отдельности.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование ограничено необходимостью наличия специального оборудования и приборов измерения, небольшим объёмом выборки и обязательным учётом микробиологического фактора.

Заключение

Заключение. Результаты проведённого исследования нативных проб воды и экспериментального моделирования их состава продемонстрировали потенциал использования культуры клеток HuTu 80 для выявления химического загрязнения воды источников хозяйственно-питьевого водопользования населения при превышении ПДК по отдельным санитарно-химическим показателям.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом Саратовского МНЦ гигиены ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (протокол заседания № 18 от 01.09.2022 г.), проведено согласно общепринятым научным принципам Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (ред. 2013 г.).

Вклад авторов

Вклад авторов: Кузянов Д.А. – концепция и дизайн исследования, сбор материала, статистическая обработка данных, написание текста; Моисеева Е.М. – сбор и обработка материала, написание текста; Микеров А.Н. – редактирование, утверждение окончательного варианта статьи; Эрдниев Л.П. – редактирование; Луцевич И.Н. – редактирование, утверждение окончательного варианта статьи. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов

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

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила

Поступила: 24.03.2026 / Принята к печати: 20.05.2026 / Опубликована: 18.06.2026

Introduction

Introduction. The inherent limitations of conventional water quality and safety monitoring for public drinking water supplies underscore the urgent need for “in vitro” cellular models. Such models provide a robust framework for the rapid screening and identification of chemical contaminants in water samples.

The purpose of the work is to substantiate, based on the results of experimental modeling, the possibility of using the HuTu 80 human cell culture to detect chemical contamination of water sources for household and drinking water use by the population.

Materials and methods

Materials and methods. The quality and safety of drinking water sources were assessed using an expanded set of forty five sanitary-chemical indicators, including the mandatory minimum (MR 2.1.4.0176–20), in compliance with the regulatory standards established in SanPiN 1.2.3685–21. The response of the HuTu 80 cell line to water samples was assessed by monitoring changes in mitochondrial dehydrogenase activity following a 48-hour exposure period.

Results

Results. 5 out of 10 water samples exerted an adverse impact on the HuTu 80 cell line, although only two samples showed concentrations of chemical substances (magnesium, sodium, lithium ions, as well as chlorides and sulfates) exceeding established regulatory limits. Experimental modeling of the native water composition for the first time demonstrated that metabolic inhibition could be attributed to the presence of magnesium, sulfate, and lithium ions at concentrations both above and below their respective maximum permissible levels. Furthermore, the combined effect of these inorganic ions induced a more pronounced shift in metabolic activity compared to the influence of each individual component.

Limitations

Limitations. The present study is limited by the requirement for specialized equipment and precision analytical instruments, a relatively small sample size, and the necessity to account for microbiological factors.

Conclusions

Conclusions. The results of the study on native water samples and experimental modeling of their composition demonstrated the potential of using the HuTu 80 cell culture to detect chemical pollution in drinking water sources when maximum permissible concentrations for individual sanitary-chemical indicators are exceeded.

Compliance with ethical standards. Study approval was provided by the Local Ethics Committee of the Saratov Hygiene Medical Research Center of the FBSI «FSC Medical and Preventive Health Risk Management Technologies (meeting protocol No. 18 dated SSeptember 1 2022) and was conducted in accordance with the generally accepted scientific principles of the Declaration of Helsinki of the World Medical Association (2013 revision).

Contribution

Contribution: Kuzyanov D.A. – concept and design of the study, material collection, statistical data processing, manuscript writing; Moiseeva E.M. – material collection and processing, manuscript writing; Mikerov A.N. – editing, approval of the final manuscript version; Erdniev L.P. – editing; Lutcevich I.N. – editing, approval of the final manuscript version. 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.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Received

Received: March 24, 2026 / Accepted: May 20, 2026 / Published: June 18, 2026

культура клеток человека HuTu 80химическое загрязнение водытест-система in vitroисточники хозяйственно-питьевого водопользования населенияHuTu 80 human cell linechemical water contaminationin vitro test systempublic drinking water sourcesReferencesКомбарова М.Ю., Савельева Е.И., Петунов С.Г., Радилов А.С., Рембовский В.Р., Аликбаева Л.А. Химическая безопасность Российской Федерации. Проблемы и пути решения. Медицина экстремальных ситуаций. 2018; 20(S3): 383–97. https://elibrary.ru/yphkqpKombarova M.Yu., Saveleva E.I., Petunov S.G., Radilov A.S., Rembovsky V.R., Alikbaeva L.A. Chemical safety of the Russian Federation. Problems and ways of solutions. Meditsina ekstremal’nykh situatsii. 2018; 20(3): 383–97. https://elibrary.ru/yphkqp (in Russian)Мамонова И.А., Кошелева И.С., Широков А.А., Гусев Ю.С., Микеров А.Н. Использование культуры клеток человека для оценки токсичности воды (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2023; 102(5): 509–15. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-5-509-515 https://elibrary.ru/zifbgnMamonova I.A., Kosheleva I.S., Shirokov A.A., Gusev Yu.S., Mikerov A.N. Using human cell culture to assess the toxicity of water (literature review). Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2023; 102(5): 509–15. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-5-509-515 https://elibrary.ru/zifbgn (in Russian)Husejnovic M.S., Bergant M., Jankovic S., Zizek S., Smajlovic A., Softic A., et al. Assessment of Pb, Cd and Hg soil contamination and its potential to cause cytotoxic and genotoxic effects in human cell lines (CaCo-2 and HaCaT). Environ. Geochem. Health. 2018; 40(4): 1557–72. https://doi.org/10.1007/s10653-018-0071-6Husejnovic M.S., Bergant M., Jankovic S., Zizek S., Smajlovic A., Softic A., et al. Assessment of Pb, Cd and Hg soil contamination and its potential to cause cytotoxic and genotoxic effects in human cell lines (CaCo-2 and HaCaT). Environ. Geochem. Health. 2018; 40(4): 1557–72. https://doi.org/10.1007/s10653-018-0071-6Ma J.Y., Bao X.C., Tian W., Cui D.L., Zhang M.Y., Yang J., et al. Effects of soil-extractable metals Cd and Ni from an e-waste dismantling site on human colonic epithelial cells Caco-2: Mechanisms and implications. Chemosphere. 2022; 292: 133361. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133361Ma J.Y., Bao X.C., Tian W., Cui D.L., Zhang M.Y., Yang J., et al. Effects of soil-extractable metals Cd and Ni from an e-waste dismantling site on human colonic epithelial cells Caco-2: Mechanisms and implications. Chemosphere. 2022; 292: 133361. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133361Ryu B., Son M.Y., Jung K.B., Kim U., Kim J., Kwon O., et al. Next-generation intestinal toxicity model of human embryonic stem cell-derived enterocyte-like cells. Front. Vet. Sci. 2021; 8: 587659. https://doi.org/10.3389/fvets.2021.587659Ryu B., Son M.Y., Jung K.B., Kim U., Kim J., Kwon O., et al. Next-generation intestinal toxicity model of human embryonic stem cell-derived enterocyte-like cells. Front. Vet. Sci. 2021; 8: 587659. https://doi.org/10.3389/fvets.2021.587659Actis-Goretta L., Romanczyk L.J., Rodriguez C.A., Kwik-Uribe C., Keen C.L. Cytotoxic effects of digalloyl dimer procyanidins in human cancer cell lines. J. Nutr. Biochem. 2008; 19(12): 797–808. https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2007.10.004Actis-Goretta L., Romanczyk L.J., Rodriguez C.A., Kwik-Uribe C., Keen C.L. Cytotoxic effects of digalloyl dimer procyanidins in human cancer cell lines. J. Nutr. Biochem. 2008; 19(12): 797–808. https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2007.10.004Engelbrecht I., Horn S.R., Giesy J.P., Pieters R. Quantification of pesticides and in vitro effects of water-soluble fractions of agricultural soils in South Africa. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2025; 88(2): 230–50. https://doi.org/10.1007/s00244-025-01115-yEngelbrecht I., Horn S.R., Giesy J.P., Pieters R. Quantification of pesticides and in vitro effects of water-soluble fractions of agricultural soils in South Africa. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2025; 88(2): 230–50. https://doi.org/10.1007/s00244-025-01115-yRiedel K., Sombroek D., Fiedler B., Siems K., Krohn M. Human cell-based taste perception – a bittersweet job for industry. Nat. Prod. Rep. 2017; 34(5): 484–95. https://doi.org/10.1039/C6NP00123HRiedel K., Sombroek D., Fiedler B., Siems K., Krohn M. Human cell-based taste perception – a bittersweet job for industry. Nat. Prod. Rep. 2017; 34(5): 484–95. https://doi.org/10.1039/C6NP00123HPark M., Cho Y.L., Choi Y., Min J.K., Park Y.J., Yoon S.J., et al. Particulate matter induces ferroptosis by accumulating iron and dysregulating the antioxidant system. BMB Rep. 2023; 56(2): 96. https://doi.org/10.5483/BMBRep.2022-0139Park M., Cho Y.L., Choi Y., Min J.K., Park Y.J., Yoon S.J., et al. Particulate matter induces ferroptosis by accumulating iron and dysregulating the antioxidant system. BMB Rep. 2023; 56(2): 96. https://doi.org/10.5483/BMBRep.2022-0139Horn S., Pieters R., Bezuidenhout C. Pathogenic features of heterotrophic plate count bacteria from drinking-water boreholes. J. Water Health. 2016; 14(6): 890–900. https://doi.org/10.2166/wh.2016.009Horn S., Pieters R., Bezuidenhout C. Pathogenic features of heterotrophic plate count bacteria from drinking-water boreholes. J. Water Health. 2016; 14(6): 890–900. https://doi.org/10.2166/wh.2016.009Prinsloo S., Pieters R., Bezuidenhout C.C. A cell viability assay to determine the cytotoxic effects of water contaminated by microbes. S. Afr. J. Sci. 2013; 109(7): 1–4.Prinsloo S., Pieters R., Bezuidenhout C.C. A cell viability assay to determine the cytotoxic effects of water contaminated by microbes. S. Afr. J. Sci. 2013; 109(7): 1–4.Sartingen S., Rozdzinski E., Muscholl-Silberhorn A., Marre R. Aggregation substance increases adherence and internalization, but not translocation, of Enterococcus faecalis through different intestinal epithelial cells in vitro. Infect. Immun. 2000; 68(10): 6044–7. https://doi.org/10.1128/iai.68.10.6044-6047.2000Sartingen S., Rozdzinski E., Muscholl-Silberhorn A., Marre R. Aggregation substance increases adherence and internalization, but not translocation, of Enterococcus faecalis through different intestinal epithelial cells in vitro. Infect. Immun. 2000; 68(10): 6044–7. https://doi.org/10.1128/iai.68.10.6044-6047.2000Bertani G. Studies on lysogenesis I: the mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. J. Bacteriol. 1951; 62(3): 293–300. https://doi.org/10.1128/jb.62.3.293-300.1951Bertani G. Studies on lysogenesis I: the mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. J. Bacteriol. 1951; 62(3): 293–300. https://doi.org/10.1128/jb.62.3.293-300.1951Sommaggio L.R.D., Mazzeo D.E.C., Pamplona-Silva M.T., Marin-Morales M.A. Evaluation of the potential agricultural use of biostimulated sewage sludge using mammalian cell culture assays. Chemosphere. 2018; 199: 10–5. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.01.144Sommaggio L.R.D., Mazzeo D.E.C., Pamplona-Silva M.T., Marin-Morales M.A. Evaluation of the potential agricultural use of biostimulated sewage sludge using mammalian cell culture assays. Chemosphere. 2018; 199: 10–5. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.01.144Jabłońska-Trypuć A. Human cell culture, a pertinent in vitro model to evaluate the toxicity of landfill leachate/sewage sludge. A review. Environments. 2021; 8(6): 54. https://doi.org/10.3390/environments8060054Jabłońska-Trypuć A. Human cell culture, a pertinent in vitro model to evaluate the toxicity of landfill leachate/sewage sludge. A review. Environments. 2021; 8(6): 54. https://doi.org/10.3390/environments8060054Mirmalek S.A., Jangholi E., Jafari M., Yadollah-Damavandi S., Javidi M.A., Parsa Y., et al. Comparison of in vitro cytotoxicity and apoptogenic activity of magnesium chloride and cisplatin as conventional chemotherapeutic agents in the MCF-7 cell line. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2016; 17(S3): 131–4. https://doi.org/10.7314/APJCP.2016.17.S3.131Mirmalek S.A., Jangholi E., Jafari M., Yadollah-Damavandi S., Javidi M.A., Parsa Y., et al. Comparison of in vitro cytotoxicity and apoptogenic activity of magnesium chloride and cisplatin as conventional chemotherapeutic agents in the MCF-7 cell line. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2016; 17(S3): 131–4. https://doi.org/10.7314/APJCP.2016.17.S3.131Morland C., Pettersen M.N., Hassel B. Hyperosmolar sodium chloride is toxic to cultured neurons and causes reduction of glucose metabolism and ATP levels, an increase in glutamate uptake, and a reduction in cytosolic calcium. Neurotoxicology. 2016; 54: 34–43. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2016.03.005Morland C., Pettersen M.N., Hassel B. Hyperosmolar sodium chloride is toxic to cultured neurons and causes reduction of glucose metabolism and ATP levels, an increase in glutamate uptake, and a reduction in cytosolic calcium. Neurotoxicology. 2016; 54: 34–43. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2016.03.005Scott L.N., Bergfeld W.F., Belsito D.V., Hill R.A., Klaassen C.D., Liebler D.C., et al. Final amended safety assessment of sodium sulfate as used in cosmetics. Int. J. Toxicol. 2021; 40(1 Suppl.): 86S–94S. https://doi.org/10.1177/10915818211015921Scott L.N., Bergfeld W.F., Belsito D.V., Hill R.A., Klaassen C.D., Liebler D.C., et al. Final amended safety assessment of sodium sulfate as used in cosmetics. Int. J. Toxicol. 2021; 40(1 Suppl.): 86S–94S. https://doi.org/10.1177/10915818211015921Ramushu P., Mangoakoane D.D., Makola R.T., Matsebatlela T.M. Lithium induces oxidative stress, apoptotic cell death, and G2/M phase cell cycle arrest in A549 lung cancer cells. Molecules. 2025; 30(8): 1797. https://doi.org/10.3390/molecules30081797Ramushu P., Mangoakoane D.D., Makola R.T., Matsebatlela T.M. Lithium induces oxidative stress, apoptotic cell death, and G2/M phase cell cycle arrest in A549 lung cancer cells. Molecules. 2025; 30(8): 1797. https://doi.org/10.3390/molecules30081797

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