Schnelle Bewertung der Toxizität chemischer Verbindungen mit Zebrafischembryonen

Ashok Aspatwar; Milka  Marjut Hammaren; Mataleena Parikka; Seppo Parkkila

doi:10.3791/59315

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Methodenartikel

Schnelle Bewertung der Toxizität chemischer Verbindungen mit Zebrafischembryonen

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DOI:

10.3791/59315

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25. August 2019

Ashok Aspatwar¹ , Milka Marjut Hammaren¹ , Mataleena Parikka¹^,² , Seppo Parkkila¹^,³

¹Faculty of Medicine and Health Technology, Tampere University, ²Oral and Maxillofacial Unit, Tampere University Hospital, ³Fimlab Ltd, Tampere University Hospital

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Zebrafisch-Embryonen werden zur Bewertung der Toxizität chemischer Verbindungen verwendet. Sie entwickeln sich extern und reagieren empfindlich auf Chemikalien, was den Nachweis subtiler phäotypischer Veränderungen ermöglicht. Das Experiment benötigt nur eine geringe Menge an Verbindung, die direkt auf die Platte mit Embryonen zugesetzt wird, was das Testsystem effizient und kostengünstig macht.

Zusammenfassung

Der Zebrafisch ist ein weit verbreiteter Wirbeltiermodellorganismus für die Krankheit und phänotypbasierte Arzneimittelentdeckung. Der Zebrafisch erzeugt viele Nachkommen, hat transparente Embryonen und eine schnelle äußere Entwicklung. Zebrafisch-Embryonen können daher auch für die schnelle Bewertung der Toxizität der Medikamente verwendet werden, die wertvoll sind und in kleinen Mengen erhältlich sind. In diesem Artikel wird ein Verfahren zum effizienten Screening der Toxizität chemischer Verbindungen mit 1-5-Tage-Embryonen nach der Befruchtung beschrieben. Die Embryonen werden durch Stereomikroskop überwacht, um die phänotypischen Defekte zu untersuchen, die durch die Exposition gegenüber verschiedenen Konzentrationen von Verbindungen verursacht werden. Halbmaximale tödliche Konzentrationen (LC₅₀) der Verbindungen werden ebenfalls bestimmt. Die vorliegende Studie erforderte 3-6 mg einer Inhibitorverbindung, und das ganze Experiment dauert etwa 8-10 h, um von einer Person in einem Labor mit grundlegenden Einrichtungen abgeschlossen werden. Das aktuelle Protokoll eignet sich zum Testen jeder Verbindung, um unerträgliche toxische oder zielferne Wirkungen der Verbindung in der frühen Phase der Arzneimittelentdeckung zu identifizieren und subtile toxische Wirkungen zu erkennen, die in der Zellkultur oder anderen Tiermodellen übersehen werden können. Die Methode reduziert Verfahrensverzögerungen und Kosten der Arzneimittelentwicklung.

Einleitung

Die Arzneimittelentwicklung ist ein teurer Prozess. Bevor eine einzige chemische Verbindung von der Food and Drug Administration (FDA) und der Europäischen Arzneimittel-Agentur (EMA) zugelassen wird, werden mehrere tausend Verbindungen zu einem Preis von über einer Milliarde^Dollar1 gescreent. Während der präklinischen Entwicklung wird der größte Teil dieser Kosten für die^Tierversuche2 benötigt. Um die Kosten zu begrenzen, benötigen Forscher auf dem Gebiet der Arzneimittelentwicklung alternative Modelle für das Sicherheitsscreening chemischer Verbindungen³. Daher wäre es in der frühen Phase der Arz....