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En la etapa de desarrollo, los animales son altamente susceptibles a los efectos de la contaminación ambiental. Se ha demostrado que la exposición química durante las etapas críticas de la gestación conduce a malformaciones congénitas y abortos espontáneos. Por lo tanto, comprender el modo de acción de los tóxicos potenciales sería beneficioso en la prevención o el tratamiento de abortos espontáneos o enfermedades congénitas causadas por contaminantes ambientales. Sin embargo, es un desafío estudiar los mecanismos que sustentan la toxicidad para el desarrollo de los productos químicos ambientales utilizando modelos animales tradicionales debido a la complejidad, el tedio y los costos excesivos asociados con estos experimentos. En esta colección de métodos, autores de diferentes áreas de investigación han empleado técnicas novedosas y modelos alternativos para estudiar la toxicidad del desarrollo de los productos químicos ambientales.
Se sabe que el corazón es uno de los primeros órganos que se formaron durante la embriogénesis, y este órgano es particularmente propenso a las agresiones ambientales. Las estimaciones de la investigación muestran que las cardiopatías congénitas representan aproximadamente un tercio de todos los defectos congénitos conocidos, además de ser la causa principalde mortalidad infantil. Desafortunadamente, los modelos animales tradicionales son demasiado laboriosos o insensibles para detectar los efectos tóxicos del desarrollo cardíaco. Dos artículos de esta colección de métodos investigan los efectos adversos de las partículas finas ambientales (PM2,5), las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), los gases de escape de diésel (DE) y los nanomateriales en el desarrollo del corazón utilizando embriones de pez cebra y pollo 2,3. Utilizando los principios de la técnica de ensayo de inmunofluorescencia, la 8-hidroxi-2'desoxigenasa (8-OHdG), un marcador de daño oxidativo del ADN, y H2AX, un marcador sensible de roturas de doble hebra de ADN, se detectan consistentemente en el corazón de embriones de pez cebra después de la exposición a materia orgánica extraíble (EOM) de PM2.52. Del mismo modo, el daño del ADN de los cardiomiocitos y el grosor de la pared del ventrículo derecho también se demuestran claramente en tejido cardíaco aislado utilizando las mismas técnicas de inmunofluorescencia e histoquímica3.
El modelo de pez cebra también se puede utilizar para estudiar la morfogénesis esquelética. Se ha informado ampliamente que la exposición al plomo hace que este químico se acumule en el esqueleto a lo largo de las etapas de desarrollo, lo que provoca daños óseos. Ding et al. utilizaron Alizarin Red para etiquetar las estructuras óseas y demostraron que la exposición al plomo disminuyó significativamente la mineralización ósea en las larvas de pez cebra, lo que indica que la exposición al plomo es un factor de riesgo para la pérdida ósea durante el desarrollo esquelético4.
Los pesticidas son bien conocidos por su alta persistencia en el medio ambiente. El uso ubicuo de plaguicidas es un factor de riesgo para la abundancia y diversidad de polinizadores, que desempeñan un papel esencial en los servicios ecosistémicos de la agricultura mundial moderna. Song et al. presentaron un nuevo método de inmersión para investigar los efectos tóxicos del clorpirifos, un pesticida muy popular, en las larvas de la abeja solitaria, Osmia excavata5. Identificaron el valor de DL50 para clorpirifos utilizando las larvas de O. excavata y encontraron que la exposición al clorpirifos redujo significativamente la tasa de eclosión de una manera dependiente de la dosis.
El marco de la vía de resultados adversos (AOP), que enfatiza las causas moleculares y hace que los modelos de prueba alternativos sean más fáciles de utilizar6, es un componente crucial de la toxicología en el siglo XXI (Tox21)6. Según Leist et al., la AOP establece una conexión entre un evento iniciador molecular (MIE) y un resultado adverso indeseable (AO) a través de eventos clave (KE), según lo definido por las relaciones de eventos clave (KER)7. Por lo tanto, el marco AOP puede facilitar la traducción de datos moleculares y mecanicistas de estudios en animales en criterios de valoración para su uso en evaluaciones de seguridad6. Los artículos de esta colección de métodos proporcionan un poderoso conjunto de técnicas y modelos para investigar los mecanismos moleculares a través de los cuales los contaminantes ambientales causan diversas toxicidades para el desarrollo. Esperamos que esta colección sea de gran beneficio en la evaluación de riesgos de contaminantes ambientales.