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Le développement de médicaments est un processus coûteux. Avant qu'un seul composé chimique ne soit approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) et l'Agence européenne des médicaments (EMA), plusieurs milliers de composés sont examinés à un coût de plus d'un milliard de dollars1. Pendant le développement préclinique, la plus grande partie de ce coût est nécessaire pour l'expérimentation animale2. Pour limiter les coûts, les chercheurs dans le domaine du développement de médicaments ont besoin de modèles alternatifs pour le dépistage de l'innocuité des composés chimiques3. Par conséquent, dans la phase initiale du développement du médicament, il serait très bénéfique d'utiliser une méthode qui peut rapidement évaluer l'innocuité et la toxicité des composés dans un modèle approprié. Il existe plusieurs protocoles qui ont été utilisés pour le dépistage de la toxicité des composés chimiques impliquant des modèles de culture animale et cellulaire, mais il n'y a pas un seul protocole qui est validé et est en usage courant4,5. Les protocoles existants utilisant le poisson zèbre varient en longueur et ont été utilisés par des chercheurs individuels qui ont évalué la toxicité selon leur exigence de commodité6,7,8,9, 10 Ans et plus , 11 Ans, états-unis ( , 12.
Dans un passé récent, le poisson zèbre est apparu comme un modèle pratique pour l'évaluation de la toxicité des composés chimiques au cours du développement embryonnaire6,7. Le poisson zèbre a de nombreux avantages intégrés pour l'évaluation des composés chimiques13. Même les expériences à grande échelle sont favorables, car une femelle poisson zèbre peut pondre des lots de 200-300 œufs, qui se développent rapidement ex vivo, n'ont pas besoin d'alimentation externe pour un pas jusqu'à une semaine et sont transparents. Les composés peuvent être ajoutés directement dans l'eau, où ils peuvent (selon la nature du composé) diffuser à travers le chorion, et après l'éclosion, à travers la peau, les branchies et la bouche des larves. Les expériences ne nécessitent pas de quantités abondantes de composés chimiques14 en raison de la petite taille de l'embryon. Le développement d'embryons de poisson zèbre exprime la plupart des protéines nécessaires pour atteindre les résultats normaux du développement. Par conséquent, un embryon de poisson zèbre est un modèle sensible pour évaluer si un médicament potentiel peut perturber la fonction d'une protéine ou d'une molécule de signalisation qui est significative sur le plan du développement. Les organes du poisson zèbre deviennent fonctionnels entre 2-5 dpf15, et les composés qui sont toxiques pendant cette période sensible de développement embryonnaire induisent des défauts phénotypiques chez les larves de poissons zèbres. Ces changements phénotypiques peuvent être facilement détectés à l'aide d'un simple microscope sans techniques invasives11. Les embryons de poissons zèbres sont largement utilisés dans la recherche toxicologique en raison de leur complexité biologique beaucoup plus grande par rapport au dépistage in vitro des médicaments à l'aide de modèles de culture cellulaire16,17. En tant que vertébré, la composition génétique et physiologique du poisson zèbre est comparable à l'homme et donc les toxicités des composés chimiques sont similaires entre le poisson zèbre et l'homme8,18,19, 20 Ans, états-unis , 21 Ans, états-unis , 22. Le poisson zèbre est donc un outil précieux dans la phase initiale de la découverte de médicaments pour l'évaluation de la toxicité et de la sécurité des composés chimiques.
Dans le présent article, nous fournissons une description détaillée de la méthode utilisée pour évaluer l'innocuité et la toxicité des composés inhibiteurs de l'anhydrase carbonique (CA) à l'aide d'embryons de poisson zèbre post-fertilisation (dpf) de 1 à 5 jours par un seul chercheur. Le protocole consiste à exposer les embryons de poissons zèbres à différentes concentrations de composés inhibiteurs chimiques et à étudier la mortalité et les changements phénotypiques au cours du développement embryonnaire. À la fin de l'exposition aux composés chimiques, la dose lc50 du produit chimique est déterminée. La méthode permet à une personne d'effectuer un dépistage efficace de 1-5 composés d'essai et prend environ 8-10 h en fonction de l'expérience de la personne avec la méthode (Figure 1). Chacune des étapes requises pour évaluer la toxicité des composés est décrite à la figure 2. L'évaluation de la toxicité des inhibiteurs de l'AC nécessite 8 jours, et comprend la mise en place de paires d'accouplement (jour 1); la collecte des embryons dans les réservoirs de reproduction, leur nettoyage et leur transfert dans un incubateur de 28,5 oC (jour 2); la distribution des embryons dans les puits d'une plaque de 24 puits et l'ajout de composés inhibiteurs dilués de l'AC (jour 3); l'analyse phénotypique et l'imagerie des larves (jour 4-8), et la détermination de la dose de LC50 (jour8). Cette méthode est rapide et efficace, nécessite une petite quantité du composé chimique et seulement des installations de base du laboratoire.