Small Molecule Screening and Toxicity Testing in Early-stage Zebrafish Larvae

Margherita Muscat; Sherif Suleiman; Melissa M. Formosa

doi:10.3791/67759

Dépistage de petites molécules et essais de toxicité chez les larves de poisson-zèbre à un stade ...

JoVE Journal
Biology
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Small Molecule Screening and Toxicity Testing in Early-stage Zebrafish Larvae

Dépistage de petites molécules et essais de toxicité chez les larves de poisson-zèbre à un stade précoce

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02:52 min

March 7, 2025

DOI: 10.3791/67759-v

Margherita Muscat¹, Sherif Suleiman^2,3, Melissa M. Formosa^1,3

¹Department of Applied Biomedical Science, Faculty of Health Sciences,University of Malta, ²Department of Anatomy, Faculty of Medicine and Surgery,University of Malta, ³Centre for Molecular Medicine and Biobanking,University of Malta

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study outlines a protocol for drug screening in zebrafish larvae, aged 3-7 days post fertilization, focusing on morphological assessments following drug exposure. The aim is to analyze various phenotypic outcomes resulting from different chemical treatments.

Key Study Components

Research Area

Drug screening
Developmental biology
Zebrafish as model organisms

Background

Zebrafish larvae are valuable for assessing developmental effects of drugs.
Morphological assessment provides insights into drug-induced phenotypes.
Understanding these effects can aid in toxicity screening and pharmacological research.

Methods Used

Drug exposure in a controlled environment.
Zebrafish larvae as biological system.
Morphological scoring using a stereo light microscope.

Main Results

Diverse phenotypes observed after drug exposure, including normal morphology, mild to severe pericardial edema, and developmental delays.
Specific abnormalities like swim bladder absence and altered fin morphology were recorded.
Demonstrated the impact of chemical treatments on zebrafish development.

Conclusions

This research illustrates the use of zebrafish for assessing drug effects on development.
The findings contribute to understanding chemical toxicity and its implications in biological research.

Frequently Asked Questions

What is the purpose of using zebrafish in drug screening?

Zebrafish are used because their transparent embryos allow for easy observation of morphological development and responses to chemicals.

What types of abnormalities can be identified using this protocol?

Abnormalities such as pericardial edema, delayed development, and fin malformations can be observed and quantified.

How long after fertilization are the zebrafish larvae screened?

The larvae are typically screened at 3-7 days post fertilization.

What method is used to score the morphology of the larvae?

Morphological scoring is performed using a binary method, assessing the presence or absence of abnormalities.

What conditions are required for incubating zebrafish larvae during the experiment?

The larvae should be incubated at 28.5 degrees Celsius under a 14 hour light and 10 hour dark cycle.

What is the significance of this drug screening protocol?

It provides a framework for evaluating drug toxicity and developmental impacts, crucial for pharmacological and developmental biology studies.

Ce protocole décrit une procédure de dépistage de médicaments chez les larves de poisson-zèbre 3 à 7 jours après la fécondation, suivie d’une évaluation morphologique.

Pour commencer, rassemblez des embryons de poisson-zèbre à un stade précoce trois jours après la fécondation dans une boîte de Pétri. À l’aide d’une micro-pipette de 1000 microlitres réglée sur un volume de 100 microlitres, transférez un embryon éclos d’apparence saine dans chaque puits d’une plaque de 96 puits. Maintenant, pipetez la quantité nécessaire de la substance d’essai dans chaque puits d’une plaque de 12 puits.

Ensuite, ajustez le volume total à 2,4 millilitres avec le milieu E3. Préparez la commande du véhicule en fonction du solvant utilisé pour dissoudre la substance chimique d’essai. À l’aide d’une pipette de 200 microlitres, prélever toute solution E3 existante de chaque puits de la plaque de 96 puits.

À l’aide d’une micropipette à huit canaux, remplacez-la par 100 microlitres du milieu d’essai préparé pour chaque concentration. S’assurer qu’un total de 24 larves sont testées par concentration. Après 24 heures, utilisez un microscope stéréo optique pour effectuer un score morphologique.

Évaluez la morphologie à l’aide d’une méthode binaire, où absent indique une morphologie normale et présent indique une anomalie morphologique. Une fois le rainurage terminé, retirez 50 microlitres du milieu de chaque puits. Remplacez-le par 50 microlitres de milieu d’essai fraîchement préparé.

Retirez et enregistrez toutes les larves mortes, puis incubez les larves à 28,5 degrés Celsius avec un cycle de lumière de 14 heures et d’obscurité de 10 heures. Cinq jours après la fécondation, les poissons-zèbres présentaient divers phénotypes après deux jours d’exposition au médicament. Les poissons zèbres non affectés ont été observés comme normaux, tandis qu’un léger œdème péricardique était évident chez certains poissons.

Un œdème péricardique sévère, accompagné d’une hémorragie vitelline et d’une extension vitelline, a été noté chez d’autres. Un retard de développement avec une pigmentation, une vessie natatoire et une longueur totale réduites a également été observé. D’autres phénotypes comprenaient un poisson-zèbre avec un jaune gonflé et une nageoire caudale pliée, une nageoire caudale absente et une notocorde incurvée.

Les cas graves présentaient une troncature et une mort avec nécrose.