Les larves de poisson-zèbre comme modèle pour évaluer les radiosensibilisants ou les protecteurs potentiels
25 août 2022
Le poisson-zèbre a récemment été exploité comme modèle pour valider les modificateurs potentiels de rayonnement. Le présent protocole décrit les étapes détaillées de l’utilisation d’embryons de poisson-zèbre pour des expériences de dépistage basées sur les rayonnements et certaines approches observationnelles pour évaluer l’effet de différents traitements et rayonnements.
Ce protocole décrit les étapes détaillées de l’utilisation d’embryons de poisson-zèbre pour des expériences de dépistage basées sur les rayonnements et certaines approches observationnelles pour évaluer le traitement de différents médicaments et rayonnements. Cela aidera les lecteurs à établir un criblage de médicaments à semi-haut débit impliquant une exposition aux rayons X à l’aide d’embryons de poisson-zèbre, ce qui guidera l’évaluation de la radiotoxicité et de l’efficacité des différents médicaments utilisés. Cette procédure peut être utilisée pour dépister et valider ou évaluer différents médicaments en tant que radiosensibilisants ou protecteurs potentiels, qui peuvent être explorés ou utilisés dans le domaine de la radiothérapie ou de la radiobiologie du cancer.
Pour commencer, surveillez les embryons en croissance au microscope à dissection. Identifiez le stade approprié et retirez tous les embryons morts ou en mauvaise santé. Assurez-vous que la stadification de l’embryon est adéquate grâce à la radiothérapie et que des doses de médicament seront administrées à un stade particulier de la gastrulation.
Avant de commencer l’expérience, répartissez soigneusement les embryons sains dans les plaques expérimentales à l’aide d’une pipette Pasteur. Pour chaque groupe expérimental, prélever 15 à 20 embryons. Lors de la mise en place d’une expérience sur les rayonnements, inclure un groupe témoin non irradié et un groupe témoin uniquement des rayonnements.
Distribuez les embryons dans une plaque de puits si les écrans anti-rayonnement peuvent couvrir et protéger les puits supplémentaires des rayonnements pendant que les autres puits sont exposés à une dose de rayonnement particulière. Sinon, utilisez des plaques ou des disques individuels pour voir les embryons par dose de rayonnement. Allumez l’irradiateur à rayons X et lancez l’initialisation et le préchauffage de la machine.
Placez la plaque expérimentale sous l’irradiateur à l’intérieur de la machine au centre, en veillant à ce que la plaque se trouve directement sous la source de rayons X. Et puis réglez la dose et commencez la radiographie. Une fois l’irradiation terminée, retirez les plaques, arrêtez le programme de la machine, éteignez la machine et vérifiez les plaques au microscope immédiatement après la radiothérapie.
Retirez les embryons morts et enregistrez leur nombre après les avoir évalués au microscope à dissection. Remettez les plaques dans l’incubateur à 28,5 degrés Celsius. Recueillir des données à des intervalles de temps prédéterminés après l’administration du rayonnement.
Consignez toutes les observations possibles telles que la survie, l’efficacité de l’éclosion, le stade de développement, le nombre de battements cardiaques, la courbure du corps et de la queue, l’œdème péricardique et l’extension du sac vitellin, la microcéphalie, le développement de la vessie natatoire, la motilité ou l’activité générale, et cetera. Pour capturer des images, choisissez des embryons représentatifs sur une lame propre. Vérifiez les embryons au microscope, orientez-les dans une direction particulière.
La courbe de survie pour les embryons irradiés six heures après la fécondation a montré que dans le groupe témoin et les embryons exposés à 2 gris et 5 gris, il n’y avait pas de mort significative chez les embryons. Le nombre de battements cardiaques par minute a suggéré que la fréquence cardiaque diminuait énormément avec l’augmentation des doses de rayons X. Dans le groupe témoin, à tous les intervalles de 24 heures, on a constaté une augmentation de la fréquence cardiaque.
Une déformation cardiovasculaire sévère est suspectée chez les embryons exposés à des radiations de 15 et 20 gris alors que le rythme cardiaque a énormément chuté. Différents défauts phénotypiques et de développement sont représentés et évalués pour les embryons exposés à des doses variables de rayonnement à différents moments. Des observations morphologiques de la flexion de la colonne vertébrale ou de la queue, des malformations de la tête et de la microcéphalie, des défauts de développement, un œdème péricardique, des déformations du sac vitellin, des déformations de la vessie natatoire et des modifications de la structure de l’œil ont également été effectuées.
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Aperçu
Ce protocole décrit l'utilisation d'embryons de poisson zèbre pour des expériences de criblage fondées sur les radiations. Il présente des approches d'observation permettant d'évaluer les effets de divers traitements et radiations.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Radiobiologie
- Recherche sur le cancer
- Écranage de médicaments
Contexte
- Le poisson zèbre est un modèle précieux pour l'étude des effets des radiations.
- Le protocole permet d'évaluer la radiotoxicité et l'efficacité des médicaments.
- Il favorise l'exploration des radiosensibilisateurs et des radioprotecteurs.
- Le stade des embryons est crucial pour une administration précise des doses.
Objectif de l'étude
- Valider des modificateurs potentiels de la radiation à l'aide d'embryons de poisson zèbre.
- Mettre en place une méthode de criblage semi-haut débit de médicaments.
- Guider les évaluations en radiothérapie du cancer.
Méthodes utilisées
- Surveiller les embryons de poisson zèbre au microscope stéréoscopique.
- Identifier et éliminer les embryons non viables.
- Administrer des doses de rayonnement et de médicament à des stades spécifiques de la gastrulation.
- Réaliser des expériences de criblage pour évaluer les effets du médicament.
Résultats principaux
- Mise en place d'un protocole de criblage pharmacologique utilisant le poisson zèbre.
- Identification de traitements efficaces contre la radiotoxicité.
- Validation de radiosensibilisateurs et de radioprotecteurs potentiels.
- Orientation des futures recherches en radiothérapie du cancer.
Conclusions
- Le modèle de poisson zèbre est efficace pour la validation de modificateurs de rayonnement.
- Ce protocole peut améliorer les méthodologies de criblage de médicaments.
- Les résultats pourraient contribuer à des progrès dans le traitement du cancer.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Les larves de poisson zèbre offrent une plateforme in vivo rapide et évolutible pour évaluer des radiosensibilisateurs et radioprotecteurs candidats, répondant ainsi à un besoin critique de criblage fonctionnel précoce dans la découverte de médicaments en radiothérapie. Ce modèle permet une évaluation quantitative de la radiotoxicité et de l'efficacité des médicaments, renforçant la confiance prédictive et réduisant les risques mécanistiques au stade clé de la validation préclinique. L'intégration d'essais basés sur le poisson zèbre dans les chaînes de découverte améliore le tri des portefeuilles et accélère l'identification de modulateurs prometteurs de la réponse aux radiations dans les applications en oncologie.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet la validation fonctionnelle de candidats radiosensibilisateurs et radioprotecteurs dans un système vertébré.
- Permet une détection mécanistique des risques en associant l'exposition au médicament aux résultats phénotypiques et développementaux après irradiation.
- Facilite le test rapide d'hypothèses sur les effets modifiant la radiation dans un contexte d'organisme entier.
Développement de criblages et de tests
- Offre une plateforme à débit semi-élevé pour l'analyse de bibliothèques de composés présentant une activité de modulation de la réponse aux radiations.
- Fournit des paramètres quantitatifs reproductibles tels que la survie, la fréquence cardiaque et les phénotypes morphologiques.
- Permet d'établir des conditions d'essai standardisées afin de comparer entre eux les médicaments candidats et les témoins.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur les critères pertinents pour la maladie en modélisant in vivo la toxicité induite par les radiations et les effets de protection.
- Permet une continuité entre la phase de découverte précoce et la validation préclinique des modificateurs des radiations.
- Éclaire les décisions d'avancement ajustées au risque pour les portefeuilles de médicaments en oncologie ciblant l'amélioration de la radiothérapie.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cet essai sur embryon de poisson zèbre fait le lien entre la découverte précoce et la validation préclinique, permettant un criblage rapide et une évaluation fonctionnelle de modificateurs de rayonnement avant les études chez les mammifères.
- Biologie de la découverte : Soutient le test d'hypothèses nulles pour la modulation induite par les médicaments de la réponse au rayonnement.
- Écranage : Assure la préparation du test avec des résultats phénotypiques quantitatifs et reproductibles.
- Analytique : Permet la comparaison statistique des paramètres de survie, de développement et de physiologie entre différents groupes traités.
- Recherche translationnelle : Modélise la radiotoxicité et la protection in vivo, pertinentes pour les voies de recherche en oncologie.
- Réutilisation en entreprise : Offre une plateforme standardisée et évolutible pour l'écranage répété de divers ensembles de composés.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la découverte de modificateurs de rayonnement.
- Valeur opérationnelle : Fournit des protocoles de criblage in vivo standardisés, reproductibles et évolutifs.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'orientation (go/no-go) et l'efficacité du capital en permettant une réduction précoce des risques associés aux médicaments candidats.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation et un développement adaptés au risque des agents modificateurs de rayonnement.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en élevage de zebrafish, en stades embryonnaires et en évaluation phénotypique.
- Requiert un accès à un équipement d'irradiation aux rayons X et à une infrastructure d'imagerie pour l'analyse des résultats finaux.
- Exige une standardisation interéquipes du montage du test, des doses administrées et des critères d'évaluation.
- Pourrait nécessiter des adaptations selon les classes spécifiques de composés ou les doses de radiation.
- Les limitations pratiques incluent des contraintes en termes de débit et la nécessité d'une gestion rigoureuse des groupes témoins.
