Efectos nocivos del herbicida paraquat

La exposición al paraquat (PQ) está fuertemente asociada con la neurotoxicidad. Sin embargo, la investigación sobre los mecanismos de neurotoxicidad del PQ varía en términos de criterios de valoración de la evaluación tóxica, lo que resulta en un gran desafío para comprender los efectos neurotóxicos tempranos del PQ. En este estudio, desarrollamos una vía de resultados adversos (AOP) para investigar la neuroinmunotoxicidad inducida por PQ desde una perspectiva inmunológica, combinando métodos de toxicología tradicionales y simulaciones por computadora. In vivo, el PQ puede conducir microestructuralmente a una pérdida sináptica temprana en el cerebro de los ratones, lo que se considera en gran medida como la razón principal del deterioro cognitivo del comportamiento de los ratones. Tanto in vitro como in vivo demostraron que la pérdida de sinapsis es causada por una activación excesiva de la vía del complemento C1q/C3-CD11b, que media la disfunción de la fagocitosis microglial. Además, la interacción entre PQ y C1q se validó mediante acoplamiento de simulación molecular. Nuestros hallazgos amplían el marco de AOP relacionado con la neurotoxicidad de PQ desde una perspectiva neuroinmunotóxica, destacando la activación de C1q como el evento iniciador de la neuroinmunotoxicidad inducida por PQ. Además, las cascadas de complemento inducen una fagocitosis microglial anormal, lo que da como resultado una densidad sináptica reducida y una disfunción no motora posterior. Estos hallazgos profundizan nuestra comprensión de la neurotoxicidad y proporcionan una base teórica para la evaluación del riesgo ecológico del PQ.

Paraquat (PQ) exposure is strongly associated with neurotoxicity. However, research on the neurotoxicity mechanisms of PQ varies in terms of endpoints of toxic assessment, resulting in a great challenge to understand the early neurotoxic effects of PQ. In this study, we developed an adverse outcome pathway (AOP) to investigate PQ-induced neuro-immunotoxicity from an immunological perspective, combining of traditional toxicology methods and computer simulations. In vivo, PQ can microstructurally lead to an early synaptic loss in the brain mice, which is a large degree regarded as a main reason for cognitive impairment to mice behavior. Both in vitro and in vivo demonstrated synapse loss is caused by excessive activation of the complement C1q/C3-CD11b pathway, which mediates microglial phagocytosis dysfunction. Additionally, the interaction between PQ and C1q was validated by molecular simulation docking. Our findings extend the AOP framework related to PQ neurotoxicity from a neuro-immunotoxic perspective, highlighting C1q activation as the initiating event for PQ-induced neuro-immunotoxicity. In addition, downstream complement cascades induce abnormal microglial phagocytosis, resulting in reduced synaptic density and subsequent non-motor dysfunction. These findings deepen our understanding of neurotoxicity and provide a theoretical basis for ecological risk assessment of PQ.

El paraquat es un herbicida altamente tóxico que se usa comúnmente para controlar malezas y vegetación no deseada en diversos entornos agrícolas, hortícolas e industriales. Es un herbicida de contacto que mata las plantas por contacto directo. El paraquat es altamente tóxico para los humanos. La ingestión incluso de pequeñas cantidades puede provocar una intoxicación grave, insuficiencia multiorgánica e incluso la muerte. No tiene un antídoto específico y el tratamiento se centra en minimizar la absorción y apoyar las funciones vitales. El paraquat puede persistir en el suelo durante períodos prolongados, afectando a plantas no objetivo y potencialmente lixiviándose al agua subterránea. La escorrentía de los campos tratados puede provocar la contaminación del agua, lo que afecta negativamente a los ecosistemas acuáticos. En esta revisión, presentamos de manera integral los efectos del paraquat en la salud a través de diferentes modos de exposición humana (ingesta accidental, exposición ocupacional y consumo de agua contaminada). La revisión también analiza el mecanismo de la toxicidad del paraquat además de su destino en el medio ambiente y la fisiopatología. Finalmente, la toxicidad y los efectos sobre la salud del herbicida paraquat están bien documentados, lo que destaca la importancia del manejo adecuado, la supervisión regulatoria y la exploración de alternativas más seguras en la agricultura y el control de malezas. Esta revisión encontró evidencia cada vez mayor sobre los impactos perjudiciales del paraquat para la salud, revelando una asociación cada vez mayor con enfermedades crónicas como la enfermedad de Parkinson y el cáncer. A pesar de su prohibición, la investigación describe claramente los efectos adversos para la salud derivados de la exposición al paraquat. En consecuencia, esta contribución enriquece sustancialmente el discurso actual sobre cómo abordar eficazmente los peligros asociados con el herbicida paraquat.

Paraquat is a highly toxic herbicide commonly used to control weeds and unwanted vegetation in various agricultural, horticultural, and industrial settings. It is a contact herbicide that kills plants upon direct contact. Paraquat is highly toxic to humans. Ingestion of even small amounts can lead to severe poisoning, multi-organ failure, and even death. It has no specific antidote, and treatment focuses on minimising absorption and supporting vital functions. Paraquat can persist in soil for extended periods, affecting non-target plants and potentially leaching into groundwater. Runoff from treated fields can lead to water pollution, negatively impacting aquatic ecosystems. In this review, we comprehensively present the health effects of paraquat via different modes of human exposure (accidental ingestion, occupational exposure, and contaminated water consumption). The review also discusses the mechanism of paraquat toxicity in addition to its fate in the environment and pathophysiology. Finally, paraquat herbicide's toxicity and health effects are well documented, highlighting the importance of proper handling, regulatory oversight, and the exploration of safer alternatives in agriculture and weed control. This review found the escalating evidence regarding the detrimental health impacts of paraquat, revealing a growing association with chronic diseases like Parkinson’s disease and cancer. Despite its ban, the research distinctly outlines the adverse health effects stemming from paraquat exposure. Consequently, this contribution substantially enriches the ongoing discourse on effectively addressing the hazards associated with the paraquat herbicide.

El cultivo de arrozales sigue siendo la forma dominante de cultivar arroz en la actualidad, ya que el arroz es el alimento básico de más de la mitad de la población mundial y está estrechamente relacionado con la seguridad alimentaria y la estabilidad política de muchos países. Se ha observado un aumento récord en la producción de arroz desde el comienzo de la Revolución Verde. India es uno de los mayores productores y exportadores de arroz del mundo. Sin embargo, el uso constante de herbicidas químicos como el paraquat mostró un impacto adverso en el rendimiento del arroz. Los organismos no objetivo del hábitat, incluido el biofertilizante de arroz de cianobacterias, se enfrentan a la toxicidad del herbicida y no desempeña de manera eficiente su función como biofertilizante. Por lo tanto, en el presente estudio, se ha hecho un intento de mejorar la resistencia al paraquat en biofertilizantes de arroz (Microchaete sp. NCCU-342) por adición exógena de ácido salicílico. El paraquat mostró toxicidad en Microchaete sp. NCCU-342 de forma dependiente de la dosis. La concentración de paraquat >1,0 μM mostró un efecto letal desde el principio. A través de sucesivos experimentos de rango estrecho, se obtuvo un valor de LD50 de paraquat de 0,6 μM. La biomasa expuesta a paraquat (valor LD50) y ácido salicílico (0,3 mM) mostró mitigación en la producción de radicales libres (2,20 % MDA y 1,69 % H 2 O 2) y potenciación de la actividad de las enzimas antioxidantes, es decir, SOD, CAT, APX (137,76 %, 87,45 %, 118 %, respectivamente) y osmolitos (3,8 % prolina y 21,51 % sacarosa). Por lo tanto, para una práctica agrícola sostenible, especialmente para biofertilizantes de cianobacterias en arrozales, la aplicación de ácido salicílico u organismos con mayor capacidad de producción de ácido salicílico puede ser una alternativa para superar la toxicidad del paraquat.

Paddy field farming remains the dominant form of growing rice in modern times as the rice is the staple food for over half the world’s population and is closely associated with food security and political stability of many countries. Record increase in rice production have been observed since the start of the Green Revolution. India is one of the largest paddy producer and exporter in the world. However, constant use of chemical herbicide like paraquat had shown adverse impact on the rice yield. Non-target organisms of the habitat including cyanobacterial paddy biofertilizer face the herbicide toxicity and are unable to perform efficiently their role as biofertilizer. Therefore, in the present study, an attempt has been made to enhance the paraquat resistance in rice biofertilizer (Microchaete sp. NCCU-342) by exogenous addition of salicylic acid. Paraquat showed toxicity in Microchaete sp. NCCU-342 in a dose-dependent manner. Concentration of paraquat >1.0 μM exhibited lethal effect since the beginning. Through successive narrow range experiment, LD50 value of paraquat was obtained as 0.6 μM. Biomass exposed to paraquat (LD50 value) and salicylic acid (0.3 mM) showed mitigation in free radical production (2.20 % MDA and 1.69 % H2O2) and enhancement in the activity of the antioxidant enzymes activity, i.e. SOD, CAT, APX (137.76 %, 87.45 %, 118 %, respectively) and osmolytes (3.8 % proline and 21.51% sucrose). Thus, for sustainable agricultural practice, especially for paddy field cyanobacterial biofertilizer, application of salicylic acid or organism with higher salicylic acid production ability may be an alternative to overcome the paraquat toxicity.

Antecedentes Estudios anteriores han demostrado que las prohibiciones de pesticidas se asociaron con una reducción de los casos fatales de autointoxicación por pesticidas en países de ingresos altos, bajos y medianos. Nuestro objetivo fue investigar las características de los pacientes con intoxicación por pesticidas admitidos en dos hospitales de Malasia y el impacto temprano de la prohibición nacional del paraquat implementada el 1 de enero de 2020 en un entorno culturalmente heterogéneo de ingresos medianos altos del sudeste asiático. Métodos Los datos se recopilaron de los registros médicos de un hospital de Malasia del este (Bintulu) y del oeste (Ipoh) en 2015-2021 y 2018-2021, respectivamente. Se realizaron análisis de regresión logística para investigar la asociación de aspectos como las características sociodemográficas y clínicas, la prohibición del paraquat con los tipos de pesticidas involucrados (paraquat versus sin paraquat versus desconocidos) y los resultados (mortales versus no mortales). Resultados De la muestra del estudio de 212 pacientes intoxicados por pesticidas de 15 años o más, la mayoría fueron casos de autointoxicación (75,5%) con una sobrerrepresentación desproporcionada de la minoría étnica india (44,8%). La mayoría de los casos de intoxicación por plaguicidas tuvieron factores estresantes socioambientales (62,30%). Los estresores más comunes fueron los conflictos interpersonales domésticos (61,36%). El 42,15% de los supervivientes de intoxicaciones por plaguicidas tenían un diagnóstico psiquiátrico. La intoxicación por paraquat representó el 31,6% de todos los pacientes y el 66,7% de las muertes. La letalidad se asoció positivamente con el género masculino, la intención suicida actual y la intoxicación por paraquat. Después de la prohibición del paraquat, la proporción de casos de intoxicación por pesticidas utilizando paraquat disminuyó del 35,8 al 24,0%, y la letalidad general disminuyó ligeramente del 21,2 al 17,3%. Conclusiones Los factores estresantes socioambientales en conflictos interpersonales domésticos específicos parecieron más prominentes en la intoxicación por pesticidas en comparación con el diagnóstico psiquiátrico. El paraquat representó la mayoría de las muertes asociadas a pesticidas que ocurrieron en los hospitales de las áreas de estudio. Hubo evidencia preliminar de que la prohibición del paraquat de 2020 provocó una caída en las muertes por intoxicación por pesticidas.

Background Previous studies have shown that pesticide bans were associated with reduced fatal pesticide self-poisoning cases in high, and low-and-middle-income countries. We aimed to investigate the characteristics of pesticide poisoning patients admitted to two Malaysian hospitals and the early impact of the national paraquat ban implemented on 1st January 2020 in a culturally heterogenous South-East-Asian upper-middle-income setting. Methods Data were collected from an East (Bintulu) and a West (Ipoh) Malaysian hospital medical records in 2015–2021 and 2018–2021, respectively. Logistic regression analyses were conducted to investigate the association of aspects such as socio-demographic and clinical characteristics, paraquat ban with the types of pesticides involved (paraquat versus non-paraquat versus unknown) ,and the outcomes (fatal versus non-fatal). Results From the study sample of 212 pesticide poisoning patients aged 15 years or above, the majority were self-poisoning cases (75.5%) with a disproportionate over-representation of Indian ethnic minority (44.8%). Most pesticide poisoning cases had socio-environmental stressors (62.30%). The commonest stressors were domestic interpersonal conflicts (61.36%). 42.15% of pesticide poisoning survivors had a psychiatric diagnosis. Paraquat poisoning accounted for 31.6% of all patients and 66.7% of fatalities. Case fatality was positively associated with male gender, current suicidal intent, and paraquat poisoning. After the paraquat ban, the proportion of pesticide poisoning cases using paraquat decreased from 35.8 to 24.0%, and the overall case-fatality dropped slightly from 21.2 to 17.3%. Conclusions Socio-environmental stressors in specific domestic interpersonal conflicts, seemed more prominent in pesticide poisoning compared to psychiatric diagnosis. Paraquat accounted for the majority of pesticide-associated deaths occurring in hospitals in the study areas. There was preliminary evidence that the 2020 paraquat ban led to a fall in case fatality from pesticide poisoning.

El sistema de puntuación Acute Physiology and Chronic Health Assessment II (APACHE II) se utiliza como método de pronóstico en la intoxicación por paraquat; sin embargo, la evidencia actual muestra ambigüedad. Aunque algunos estudios han demostrado que APACHE II es una herramienta superior, otros han informado que es inferior a otros marcadores de pronóstico, como el lactato, el índice de gravedad de la intoxicación por paraquat y la concentración de paraquat en orina. Por lo tanto para abordar esta ambigüedad realizamos una revisión sistemática y un metanálisis para analizar la precisión pronóstica de la puntuación APACHE II en la predicción de la mortalidad en la intoxicación por paraquat. Se incluyeron veinte estudios con 2524 pacientes intoxicados con paraquat en la revisión sistemática, después de una búsqueda exhaustiva de la literatura en las bases de datos PubMed, Embase, Web of Science, Scopus y Cochrane Library, de los cuales se incluyeron 16 estudios en el metanálisis. Se encontró que los sobrevivientes de intoxicación por paraquat tenían puntuaciones APACHE II significativamente más bajas (diferencia de medias (DM): -5,76; IC del 95 %: -7,93 a -3,60 p < 0,0001; n = 16 estudios) en comparación con los no sobrevivientes. Se encontró que la sensibilidad, especificidad, índice de probabilidad positivo (PLR), índice de probabilidad negativo (NLR) y odds ratio de diagnóstico (DOR) combinados para la puntuación APACHE II <9 fueron del 74%, 68%, 2,58, 0,38 y 7,10, respectivamente ( n = 5 estudios). Se encontró que el área bajo la curva (AUC) de la curva bivariada resumida de características operativas del receptor (SROC) era 0,80. Se encontró que la sensibilidad, especificidad, PLR, NLR y DOR agrupadas para la puntuación APACHE II ≥9 fueron del 73%, 86%, 4,69, 0,33 y 16,42, respectivamente (n = 9 estudios). Se encontró que el AUC de la curva SROC era 0,89. La comparación por pares del AUC de APACHE II con otros marcadores de pronóstico mostró que la presepsina sérica tiene una capacidad discriminatoria significativamente mejor que APACHE II. A través de los hallazgos de este estudio, llegamos a la conclusión de que APACHE II es un buen indicador de muerte en pacientes intoxicados con paraquat. Sin embargo, las puntuaciones más altas de APACHE II (≥9) mostraron una mayor especificidad en la predicción de la mortalidad por intoxicación por paraquat. Por lo tanto, APACHE II puede usarse como una herramienta práctica en manos de los médicos para pronosticar pacientes con intoxicación por paraquat para ayudar en las decisiones clínicas.

The Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II (APACHE II) scoring system is utilised as a prognostic method in paraquat poisoning; however, current evidence shows ambiguity. Although some studies have shown APACHE II to be a superior tool, others have reported it inferior to other prognostic markers, such as lactate, severity index of paraquat poisoning and urine paraquat concentration. Hence, to address this ambiguity, we conducted a systematic review and meta-analysis to analyse prognostic accuracy of APACHE II score in predicting mortality in paraquat poisoning. We included twenty studies with 2524 paraquat poisoned patients in the systematic review, after a comprehensive literature search in databases PubMed, Embase, Web of Science, Scopus and Cochrane Library, from which 16 studies were included in the meta-analysis. The survivors of paraquat poisoning were found to have significantly lower APACHE II scores (Mean Difference (MD): -5.76; 95% CI: -7.93 to -3.60 p < 0.0001; n = 16 studies) compared to non-survivors. The pooled sensitivity, specificity, positive likelihood ratio (PLR), negative likelihood ratio (NLR) and diagnostic odds ratio (DOR) for APACHE II score <9 was found to be 74%, 68%, 2.58, 0.38 and 7.10, respectively (n = 5 studies). The area under the curve (AUC) of the bivariate summary receiver operating characteristic (SROC) curve was found to be 0.80. The pooled sensitivity, specificity, PLR, NLR and DOR for APACHE II score ≥9 was found to be 73%, 86%, 4.69, 0.33 and 16.42, respectively (n = 9 studies). The AUC of the SROC curve was found to be 0.89. Pairwise AUC comparison of APACHE II with other prognostic markers showed serum presepsin to have a significantly better discriminatory ability than APACHE II. Through the findings of this study, we conclude that APACHE II was found to be a good indicator of death in paraquat poisoning patients. However, higher APACHE II scores (≥9) depicted greater specificity in predicting mortality in paraquat poisoning. Thus, APACHE II can be used as a practical tool in the hand of physicians to prognose patients with paraquat poisoning to aid clinical decisions.

Objetivo: En enero de 2023, se produjo un evento poco común de intoxicación colectiva por paraquat por inhalación en Shandong, China. Analizar las características clínicas de un evento de intoxicación por paraquat del tracto respiratorio por inhalación. Métodos: Se analizaron retrospectivamente los datos clínicos de ocho pacientes con intoxicación por inhalación de paraquat. Resultados: Los pacientes estuvieron expuestos principalmente al paraquat a través del tracto respiratorio. Las principales manifestaciones clínicas fueron irritación ocular y respiratoria. La tomografía computarizada (TC) pulmonar mostró que los ocho pacientes tenían diversos grados de lesión pulmonar, que se manifestaba principalmente como lesiones exudativas. Las pruebas de laboratorio revelaron hipoxemia de gases en sangre arterial, recuento anormal de glóbulos blancos y aumento del índice de neutrófilos. La terapia con una dosis suficiente de glucocorticoides fue eficaz y los ocho pacientes sobrevivieron. Conclusión: Ocho pacientes experimentaron opresión en el pecho, dificultad para respirar y diversos grados de lesión pulmonar debido a la inhalación de paraquat a través del tracto respiratorio. En tales casos, el uso temprano de glucocorticoides y otras medidas de tratamiento integral, la prevención y el tratamiento activo de las infecciones pulmonares y la protección de la función de los órganos tienen efectos beneficiosos.

Objective: In January 2023, a rare event of collective inhalation paraquat poisoning occurred in Shandong, China. To analyze the clinical characteristics of an event of respiratory tract paraquat poisoning through inhalation. Methods: Clinical data from eight patients with paraquat inhalation poisoning were retrospectively analyzed. Results: The patients were mainly exposed to paraquat via the respiratory tract. The main clinical manifestations were ocular and respiratory irritation. Lung computed tomography (CT) showed that all eight patients had varying degrees of lung injury, mainly manifesting as exudative lesions. Laboratory tests revealed arterial blood gas hypoxemia, abnormal white blood cell count, and increased neutrophil ratio. Sufficient glucocorticoid impact therapy was effective, and all eight patients survived. Conclusion: Eight patients experienced chest tightness, shortness of breath, and varying degrees of lung injury due to inhalation of paraquat through the respiratory tract. The early use of glucocorticoids and other comprehensive treatment measures, active prevention and treatment of lung infections, and protection of organ function have beneficial effects in such cases.

En el presente estudio se examinó el efecto del extracto etanólico de Curcuma longa (Cl) , la nanocurcumina (Cu) y un activador de PPARγ, la pioglitazona, sobre la inflamación sistémica y el estrés oxidativo inducidos por paraquat (PQ) inhalado. Las ratas de control fueron expuestas a solución salina normal y los grupos de PQ a aerosoles de 27 y 54 mg/m 3 (PQ-L y PQ-H). Otros nueve grupos PQ-H fueron tratados con Curcuma longa (Cl, 150 y 600 mg/kg/día), nanocurcumina (Cu, 2 y 8 mg/kg/día), pioglitazona (Pio, 5 y 10 mg/kg ), dosis baja de Pio + Cl y Cu y dexametasona (0,03 mg/kg/día) durante 16 días después del período de exposición a PQ (n = 8). Los recuentos totales y diferenciales de leucocitos , los niveles de malondialdehído (MDA) y TNF-α aumentaron, pero los niveles de tiol, catalasa (CAT), superóxido dismutasa (SOD), IL-10 e IFN-γ disminuyeron en la sangre en ambos grupos de PQ ( p < 0,05 a p < 0,001). El tratamiento con Dexa y ambas dosis de Cl, Cu y Pio mejoraron todas las variables medidas en comparación con el grupo PQ-H (p < 0,05 a p < 0,001). Las mejoras de la mayoría de las variables en el grupo tratado con dosis bajas de Pio + Cl y Cu fueron mayores que los efectos de tres agentes solos. La inflamación sistémica y el estrés oxidativo inducidos por la PQ inhalada mejoraron con Cl, Cu y Pio. Además, se demostró un efecto sinérgico entre Pio con los de Cl y Cu, lo que sugiere efectos mediados por PPARγ de la planta y su derivado Cu.

The effect of Curcuma longa (Cl) ethanolic extract, nano-curcumin (Cu) and a PPARγ activator, pioglitazone on inhaled paraquat (PQ)-induced systemic inflammation and oxidative stress was examined in the present study. Control rats were exposed to normal saline and PQ groups to 27 and 54 mg/m3 (PQ-L and PQ-H) aerosols. Nine other PQ-H groups were treated with Curcuma longa (Cl, 150 and 600 mg/kg/day), nano-curcumin (Cu, 2 and 8 mg/kg/day), pioglitazone (Pio, 5 and 10 mg/kg), low dose of Pio + Cl and Cu and dexamethasone (0.03 mg/kg/day) for 16 days after PQ exposure period (n = 8). Total and differential WBC counts, malondialdehyde (MDA) and TNF-α levels were increased but thiol, catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), IL-10 and IFN-γ levels were decreased in the blood in the both PQ groups (p < 0.05 to p < 0.001). Treatment with Dexa and both doses of Cl, Cu, and Pio improved all measured variables compared to the PQ-H group (p < 0.05 to p < 0.001). The improvements of most variables in the treated group with low dose of Pio + Cl and Cu were higher than the effects of three agents alone. Systemic inflammation and oxidative stress induced by inhaled PQ were improved by Cl, Cu and Pio. In addition, a synergic effect between Pio with those of Cl and Cu was shown, suggesting PPARγ mediated effects of the plant and its derivative Cu.

El paraquat (PQ) ha sido ampliamente reconocido como un factor de riesgo ambiental para la enfermedad de Parkinson (EP). Sin embargo, rara vez se ha estudiado la interacción entre el factor de empalme y el ARN largo no codificante (lncRNA) en el proceso de EP inducida por PQ. Basado en investigaciones anteriores, este estudio se centró en la subunidad 3 del factor de empalme 3 (SF3B3) y el lncRNA NR_030777. Después de cambiar el nivel de expresión del gen objetivo mediante tecnología de transfección lentiviral, la expresión del gen relacionado se detectó mediante Western blot y qRT-PCR. La expresión de la proteína SF3B3 se redujo en las células Neuro-2a después de la exposición a PQ, y la N-acetilcisteína, eliminadora de especies reactivas de oxígeno (ROS), evitó esta disminución. La eliminación de SF3B3 redujo el aumento de la expresión de NR_030777 desencadenado por PQ, y la sobreexpresión de NR_030777 redujo el nivel transcripcional y traduccional deSf3b3. Luego, la eliminación de SF3B3 exacerbó la disminución de la viabilidad celular inducida por PQ y agravó la reducción de la expresión de la proteína tirosina hidroxilasa (TH). La sobreexpresión de SF3B3 revirtió la reducción de la expresión de TH causada por PQ. Además, después de la intervención con el inhibidor de la autofagia Bafilomicina A1, la expresión de la proteína LC3B-II aumentó aún más en las células Neuro-2a con la eliminación de SF3B3, lo que indica que se mejoró la autofagia. En conclusión, PQ moduló la interacción entre NR_030777 y SF3B3 a través de la producción de ROS, alterando así el flujo autofágico y provocando daño neuronal.

Paraquat (PQ) has been widely acknowledged as an environmental risk factor for Parkinson's disease (PD). However, the interaction between splicing factor and long non-coding RNA (lncRNA) in the process of PQ-induced PD has rarely been studied. Based on previous research, this study focused on splicing factor 3 subunit 3 (SF3B3) and lncRNA NR_030777. After changing the target gene expression level by lentiviral transfection technology, the related gene expression was detected by western blot and qRT-PCR. The expression of SF3B3 protein was reduced in Neuro-2a cells after PQ exposure, and the reactive oxygen species (ROS) scavenger N-acetylcysteine prevented this decline. Knockdown of SF3B3 reduced the PQ-triggered NR_030777 expression increase, and overexpression of NR_030777 reduced the transcriptional and translational level of Sf3b3. Then, knockdown of SF3B3 exacerbated the PQ-induced decrease in cell viability and aggravated the reduction of tyrosine hydroxylase (TH) protein expression. Overexpressing SF3B3 reversed the reduction of TH expression caused by PQ. Moreover, after intervention with the autophagy inhibitor Bafilomycin A1, LC3B-II protein expression was further increased in Neuro-2a cells with the knockdown of SF3B3, indicating that autophagy was enhanced. In conclusion, PQ modulated the interplay between NR_030777 and SF3B3 through ROS production, thereby impairing autophagic flux and causing neuronal damage.

La neurogénesis es un proceso fundamental en el desarrollo y plasticidad del sistema nervioso, y su regulación está estrechamente ligada a la dinámica mitocondrial. La dinámica mitocondrial desequilibrada puede provocar estrés oxidativo, que se ha implicado en diversos trastornos neurológicos. El paraquat (PQ), un químico agrícola de uso común conocido por ser neurotóxico, induce estrés oxidativo que puede conducir a la fragmentación mitocondrial. En este estudio, investigamos los efectos de la PQ sobre la neurogénesis en células progenitoras neurales murinas primarias (mNPC) aisladas de ratones C57BL/6 neonatales. Tratamos los mNPC con PQ 0–40 μM durante 24 h y observamos que PQ inhibía su proliferación, migración y diferenciación en neuronas de una manera dependiente de la concentración. Además, PQ indujo una fragmentación mitocondrial excesiva y reguló positivamente la expresión de Drp-1, p-Drp1 y Fis-1, mientras que reguló negativamente la expresión de Mfn2 y Opa1. Para confirmar nuestros hallazgos, utilizamos Mdivi-1, un inhibidor de la fisión mitocondrial, que revirtió los efectos adversos de la PQ sobre la neurogénesis, particularmente la diferenciación en neuronas y la migración de mNPC. Además, descubrimos que Mito-TEMPO, un antioxidante dirigido a las mitocondrias, mejoró la fragmentación mitocondrial excesiva causada por la PQ. Nuestro estudio sugiere que la exposición a PQ perjudica la neurogénesis al inducir una fisión mitocondrial excesiva y una fragmentación mitocondrial anormal a través del estrés oxidativo. Estos hallazgos identifican la fisión mitocondrial como un objetivo terapéutico potencial para la neurotoxicidad inducida por PQ. Se necesitan más investigaciones para dilucidar los mecanismos subyacentes de la dinámica mitocondrial y la neurogénesis en el contexto de los trastornos neurológicos inducidos por el estrés oxidativo.

Neurogenesis is a fundamental process in the development and plasticity of the nervous system, and its regulation is tightly linked to mitochondrial dynamics. Imbalanced mitochondrial dynamics can result in oxidative stress, which has been implicated in various neurological disorders. Paraquat (PQ), a commonly used agricultural chemical known to be neurotoxic, induces oxidative stress that can lead to mitochondrial fragmentation. In this study, we investigated the effects of PQ on neurogenesis in primary murine neural progenitor cells (mNPCs) isolated from neonatal C57BL/6 mice. We treated the mNPCs with 0–40 μM PQ for 24 h and observed that PQ inhibited their proliferation, migration, and differentiation into neurons in a concentration-dependent manner. Moreover, PQ induced excessive mitochondrial fragmentation and upregulated the expression of Drp-1, p-Drp1, and Fis-1, while downregulating the expression of Mfn2 and Opa1. To confirm our findings, we used Mdivi-1, an inhibitor of mitochondrial fission, which reversed the adverse effects of PQ on neurogenesis, particularly differentiation into neurons and migration of mNPCs. Additionally, we found that Mito-TEMPO, a mitochondria-targeted antioxidant, ameliorated excessive mitochondrial fragmentation caused by PQ. Our study suggests that PQ exposure impairs neurogenesis by inducing excessive mitochondrial fission and abnormal mitochondrial fragmentation via oxidative stress. These findings identify mitochondrial fission as a potential therapeutic target for PQ-induced neurotoxicity. Further research is needed to elucidate the underlying mechanisms of mitochondrial dynamics and neurogenesis in the context of oxidative stress-induced neurological disorders.

Introducción El paraquat, uno de los herbicidas más utilizados, plantea un riesgo importante de mortalidad por autointoxicación y posterior insuficiencia orgánica múltiple. El objetivo principal fue identificar los factores asociados a la muerte en pacientes intoxicados por paraquat. Métodos Se realizó una revisión retrospectiva transversal en un hospital de referencia terciario durante cinco años. Los pacientes elegibles presentaron toxicidad aguda por paraquat entre el 1 de enero de 2016 y el 31 de diciembre de 2020. Se revisaron los registros médicos de 148 pacientes. Resultados La tasa de mortalidad hospitalaria fue del 21,8%. El análisis multivariado reveló que la cantidad de paraquat ingerida y las presentaciones clínicas, particularmente los trastornos del sistema pulmonar y cardiovascular, se asociaron significativamente con la mortalidad. Conclusión Nuestro estudio destaca que la cantidad de paraquat ingerida, junto con la presencia de trastornos del sistema pulmonar y cardiovascular, pueden servir como indicadores pronósticos de las tasas de mortalidad en casos de intoxicación por paraquat. Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para los médicos a la hora de predecir el pronóstico y la mortalidad de los pacientes intoxicados con paraquat.

Background Paraquat, one of the most widely used herbicides, poses a significant risk of mortality through self-poisoning and subsequent multiple organ failure. The primary objective aimed to identify the factors associated with death in patients poisoned by paraquat. Methods A cross-sectional retrospective review was conducted at a tertiary referral hospital over five years. Eligible patients presented with acute paraquat toxicity between 1 January 2016 and 31 December 2020. Medical records of 148 patients were reviewed. Results The in-hospital fatality rate was found to be 21.8%. Multivariate analysis revealed that the amount of paraquat ingested and clinical presentations, particularly pulmonary and cardiovascular system disorders, were significantly associated with mortality. Conclusion Our study highlights that the amount of paraquat ingested, along with the presence of pulmonary and cardiovascular system disorders, can serve as prognostic indicators for mortality rates in cases of paraquat poisoning. These findings have important implications for physicians in predicting the prognosis and mortality of paraquat poisoning patients.