עוברי דג משמשים להערכת הרעילות של תרכובות כימיות. הם מפתחים מבחוץ ורגישים לכימיקלים, ומאפשרים זיהוי של שינויי פנופאיות עדינים. הניסוי דורש רק כמות קטנה של תרכובת, אשר מתווסף ישירות לצלחת המכילה עוברים, מה שהופך את מערכת הבדיקה יעילה וחסכונית.
מאמר שיטה
עוברי דג משמשים להערכת הרעילות של תרכובות כימיות. הם מפתחים מבחוץ ורגישים לכימיקלים, ומאפשרים זיהוי של שינויי פנופאיות עדינים. הניסוי דורש רק כמות קטנה של תרכובת, אשר מתווסף ישירות לצלחת המכילה עוברים, מה שהופך את מערכת הבדיקה יעילה וחסכונית.
הדג הוא אורגניזם בשימוש נרחב בעלי חוליות מודל עבור המחלה והפניטיפ מבוססי גילוי סמים. הדגים מייצרים צאצאים רבים, יש עוברים שקופים ופיתוח חיצוני מהיר. עוברי הדגים מסוגלים, לפיכך, לשמש גם להערכה מהירה של רעילות של תרופות יקרות וזמינות בכמויות קטנות. במאמר הנוכחי, שיטה להקרנה יעילה של רעילות של תרכובות כימיות באמצעות העוברים הפריה יום 1-5 לאחר הימים מתואר. העוברים מנוטרים על ידי הstereomicroscope כדי לחקור את הפגמים פנוטיפקס הנגרמים על ידי החשיפה לריכוזים שונים של תרכובות. ריכוזים קטלניים חצי מקסימלית (LC50) של תרכובות נקבעות גם. המחקר הנוכחי נדרש 3-6 מ"ג של תרכובת מעכב, ואת הניסוי כולו לוקח כ 8-10 h להסתיים על ידי אדם במעבדה שיש מתקנים בסיסיים. הפרוטוקול הנוכחי מתאים לבדיקת כל תרכובת לזיהוי השפעות רעילות בלתי נסבלת או מחוץ למטרה של התרכובת בשלב המוקדם של גילוי הסמים ולגילוי אפקטים רעילים עדינים שעלולים להחמיץ בתרבות התאית או בדגמי בעלי חיים אחרים. השיטה מפחיתה עיכובים פרוצדורליים ועלויות של פיתוח סמים.
פיתוח הסמים הוא תהליך יקר. לפני מתחם כימי יחיד אושרה על ידי מינהל המזון והתרופות (FDA) והסוכנות האירופית תרופות (EMA) כמה אלפי תרכובות מוקרנים בעלות של מעל 1,000,000,000 דולר1. במהלך הפיתוח הקדם-קליני, החלק הגדול ביותר של עלות זו נדרש עבור בדיקת החיות2. כדי להגביל את העלויות, חוקרים בתחום פיתוח התרופה זקוקים למודלים חלופיים להקרנה בטיחות של תרכובות כימיות3. לכן, בשלב המוקדם של התפתחות התרופה, זה יהיה מאוד מועיל להשתמש בשיטה שיכולה להעריך במהירות את הבטיחות והרעילות של תרכובות במודל מתאים. ישנם מספר פרוטוקולים ששימשו להקרנה רעילות של תרכובות כימיות מעורבים בעלי חיים ומודלים של תרבות התא, אבל אין פרוטוקול אחד כי הוא מאומת והוא בשימוש משותף4,5. פרוטוקולים קיימים באמצעות דג זברה להשתנות באורך ושימשו על ידי חוקרים בודדים אשר העריכו את רעילות לפי דרישת הנוחות שלהם6,7,8,9, מיכל עשור , מיכל בן 11 , . שתיים עשרה
בעבר האחרון, דג דג זברה התפתחה כמודל נוח להערכת רעילות של תרכובות כימיות במהלך התפתחות עובריים6,7. לדג יש יתרונות רבים ומובנים להערכת תרכובות כימיות13. אפילו ניסויים בקנה מידה גדול הם קלה, כמו נקבה דג זברה יכול להטיל אצוות של 200-300 ביצים, אשר לפתח במהירות ex vivo, לא צריך האכלה חיצונית עד שבוע והם שקופים. את התרכובות ניתן להוסיף ישירות לתוך המים, שם הם יכולים (בהתאם לאופי המתחם) לפזר דרך chorion, ואחרי הבקיעה, דרך העור, זימים והפה של הזחלים. הניסויים אינם דורשים כמויות שפע של תרכובות כימיות14 בשל הגודל הקטן של העובר. פיתוח העוברים ומבטאים את רוב החלבונים הדרושים כדי להשיג את התוצאה ההתפתחותית נורמלית. לכן, עובר דג הוא מודל רגיש כדי להעריך אם תרופה פוטנציאלית יכול להפריע לתפקוד של חלבון או מולקולה איתות כי הוא משמעותי בפיתוח. האיברים של דג דג זברה להיות פונקציונלי בין 2-5 dpf15, ותרכובות רעילים במהלך תקופה זו רגיש של ההתפתחות העובריים לגרום למומים פנוטילים בזחלים דג זברה. שינויים אלה גמישות פנוטיפית ניתן לזהות בקלות באמצעות מיקרוסקופ פשוט ללא טכניקות פולשני11. עוברי הדגים משמשים רבות במחקר רעילות בגלל המורכבות הביולוגית הרבה יותר שלהם בהשוואה לסינון סמים מחוץ לתחום באמצעות מודלים של תרבות התאים16,17. כמו בעלי חוליות, האיפור הגנטי הפיזיולוגי של דג דג זברה הוא דומה לבני אדם ולכן רעלים של תרכובות כימיות דומים בין דג זברה ובני אדם8,18,19, מיכל בן 20 , מיכל בן 21 , 22. zebrafish הוא, לפיכך, כלי חשוב בשלב מוקדם של גילוי סמים להערכת רעילות ובטיחות של תרכובות כימיות.
במאמר הנוכחי, אנו מספקים תיאור מפורט של השיטה המשמשת להערכת הבטיחות והרעילות של תרכובות המעכב (CA) מעכב פחמניים באמצעות 1-5 היום הפריה הפוסט (dpf) דג זברה העוברים על ידי חוקר יחיד. הפרוטוקול כולל חשיפת עוברי דגים בריכוזים שונים של תרכובות מעכבי כימיים ללמוד את התמותה ואת השינויים פנוטיפקס במהלך ההתפתחות העוברית. בסוף החשיפה לתרכובות כימיות, מינון LC50 של הכימיקל נקבע. השיטה מאפשרת לאדם לבצע הקרנה יעילה של 1-5 תרכובות בדיקה ולוקח כ 8-10 h בהתאם לניסיון של האדם עם השיטה (איור 1). כל אחד מהצעדים הנדרשים להערכת רעילות התרכובות מתואר באיור 2. הערכת רעילות של מעכבי CA דורש 8 ימים, כולל הגדרת זוגות ההזדווגות (יום 1); איסוף העוברים ממיכלי הרבייה, ניקוי והעברתו לאינקובטור 28.5 ° c (יום 2); התפלגות העוברים לבארות של הצלחת 24-באר ותוספת של תרכובות המעכב מדולל CA (יום 3); הניתוח פנוטימית והדמיה של הזחלים (יום 4-8), וקביעת מינון LC50 (day8). שיטה זו מהירה ויעילה, מחייבת כמות קטנה של תרכובת כימית ורק מתקנים בסיסיים של המעבדה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מתקן הליבה דג זברה באוניברסיטת טמפרה יש אישור מוסד שניתנו על ידי הלוח הלאומי ניסוי בעלי חיים (esavi/7975/04.10.05/2016). כל הניסויים באמצעות העוברים דג זברה בוצעו על פי ממשלת מחוזי של פינלנד המזרחית, המחלקה החברתית והבריאות של שירות אזורית טמפרה פרוטוקול השירות האזורי lslh-2007-7254/Ym-23.
1. הקמת מיכלי הזדווגות לילה
2. אוסף העוברים והכנת צלחות לחשיפה לתרכובות כימיות
3. ההכנות של פתרון המניה של תרכובות כימיות והפצה של תרכובת מדוללת בבארות
4. אנליזה פנוטימית והדמיה של העוברים באמצעות Stereomicroscope
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החלק הקריטי של הערכת רעילות הוא בדיקת ריכוזים שונים של תרכובות כימיות אחד או מספר בניסוי אחד. בתחילת, בחר את תרכובות להערכת רעילות, מספר ריכוזי לבדוק כל תרכובת, ובהתאם, לעשות תרשים (איור 3). השתמשנו בצבע ייחודי לכל תרכובת כדי לארגן את הדגימות (איור 3). השימוש סמן עמידים ממס ותיוג בתחתית או בצדדים של לוחיות חשוב כדי למנוע בלבול מאוחר יותר. אם תרכובות לגרום לפגמים פנוטיתים של הזחלים חשופים ריכוזים שונים של מעכבי, פגמים נרשמים כל 2...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במבחן רעילות מחוץ לבית באמצעות תאים מתורבתים יכול לזהות הישרדות מחקרים מורפולוגיים של התאים מתן מידע מוגבל על רעילות הנגרמת על ידי מתחם הבדיקה. היתרון של הקרנת רעילות של תרכובות כימיות באמצעות עוברי דג זברה הוא גילוי מהיר של שינויים המושרה בכימיקלים פנוטיפקס בעלי חיים שלמים במהלך התפתחות עובריים באורגניזם מודל רלוונטי. כ 70% של חלבונים-קידוד הגנים האנושיים יש אורתולוגים עמיתיהם הגנום דג זברה25. מסלולים גנטיים שליטה התמרה האות ופיתוח הם שנשמרים במידה רבה בין בני אדם ו-דג זברה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים לא דיווחו על ניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
העבודה היה נתמך על ידי מענקים Sigrid Juselius קרן (SP, MP), בקרן התרבות הפינית (AA, MH), האקדמיה של פינלנד (SP, MP), אוריון Farmos קרן (MH), שחפת טמפרה קרן (SP, MH ו-MP) וג ואטוס Erkko קרן (SP ו-MP ). אנו מודים למשתפי-הפעולה האיטלקיים והצרפתיים שלנו, פרופ ' סופורו ופרופ ' וינר, למתן מעכבי אנהיהידרסה בתחום הבטיחות והרעילות למטרות אנטי-TB ופיתוח תרופות נגד סרטן. אנו מודים לאויקקי להמן ולמריאן Kuuslahti על הסיוע הטכני. אנו מודים גם ללינה מנדיסן והאנניאנה פיפו על עזרתם בגידול הדגים ובאיסוף העוברים. בכנות, אנו מודים להארלן בארקר על הערכה קריטית של כתב היד והערות תובנה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צלחות 24 בארות | Nunc | Thermo Scientific | |
| Balance (סולם שקילה) | KERN | PLJ3000-2CM | |
| איזון (סולם שקילה) | Mettler Toledo | AB104-S/PH | |
| CaCl2 | JT. Baker | RS421910024 | |
| Disecting Probe | Thermo Scientific | 17-467-604 | |
| DMSO | סיגמא אולדריץ', גרמניה | D4540 | |
| שפופרות בז 15 מ"ל | גריינר ביו-וואן | 188271 | |
| מתיל צלולוז במשקל מולקולרי גבוה | סיגמא אולדריץ', גרמניה | M0262 | |
| חממה לזחלי דג זברה | Termaks | B8000 | |
| KCL | Merck | 1.04936.0500 | |
| מתיל כחול | סיגמא אולדריץ', גרמניה | 28983-56-4 | |
| MgSO4 | סיגמא אולדריץ', גרמניה | M7506 | |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה | Starlab | S1615-5500 | |
| NaCl | VWR כימיקלים | 27810.295 | |
| פרפין Histoplast IM | Thermo Scientific | 8331 | |
| פיפטה פסטר | Sarstedt | 86.1171 | |
| צלחת פטרי | Thermo Scientific | 101R20 | |
| לוחות פטרי | Sarstedt | 82.1473 | |
| פיפטה (1 מ"ל ו-200 μ L) | תרמו סיינטיפיק | 4641230N, 4641210N | |
| צלחות 24 בארות | תרמו מדעי | 142485 | |
| סטריומיקרוסקופ/מצלמה | Zeiss | Stemi 2000-C/Axiocam בקבוקונים צבעוניים 105 ( | |
| 1.5 מ"ל) | Fisherbrand | 11569914 | |
| זני Zebrafish AB ZIRC | ZL1 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה