$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
בשלב ההתפתחותי, בעלי חיים רגישים מאוד להשפעות של זיהום סביבתי. חשיפה לכימיקלים בשלבי הריון קריטיים הוכחה כמובילה למומים מולדים ולהפלות ספונטניות. לכן, הבנת אופן הפעולה של חומרים רעילים פוטנציאליים תועיל במניעה או טיפול בהפלות ספונטניות או מחלות מולדות הנגרמות על ידי מזהמים סביבתיים. עם זאת, זה מאתגר לחקור את המנגנונים העומדים בבסיס הרעילות ההתפתחותית של כימיקלים סביבתיים באמצעות מודלים מסורתיים של בעלי חיים בשל המורכבות, המייגע והעלויות המופרזות הקשורות לניסויים אלה. באוסף שיטות זה, מחברים מתחומי מחקר שונים השתמשו בטכניקות חדשות ובמודלים חלופיים כדי לחקור את הרעילות ההתפתחותית של כימיקלים סביבתיים.
ידוע כי הלב הוא אחד האיברים הראשונים שנוצרו במהלך האמבריוגנזה, ואיבר זה נוטה במיוחד לעלבונות סביבתיים. הערכות מחקרים מראות כי מחלות לב מולדות מהוות כשליש מכלל המומים המולדים הידועים, בנוסף להיותן הגורם העיקרי לתמותת תינוקות1. למרבה הצער, מודלים מסורתיים של בעלי חיים הם מייגעים מדי או חסרי רגישות מכדי לזהות השפעות רעילות התפתחותיות לבביות. שני מאמרים מאוסף שיטות זה חוקרים את ההשפעות השליליות של חלקיקים עדינים סביבתיים (PM2.5), חומרים פר-ופוליפלואורואלקיל (PFAS), פליטת דיזל (DE) וננו-חומרים על התפתחות הלב באמצעות דגי זברה ועוברי עוף 2,3. על ידי שימוש בעקרונות של טכניקת הבדיקה האימונופלואורסצנטית, 8-הידרוקסי-2'דאוקסיגנאז (8-OHdG), סמן לנזק חמצוני ל-DNA, ו-H2AX, סמן רגיש לשבירות דו-גדיליות של DNA, מתגלים באופן עקבי בלב עוברי דג הזברה לאחר חשיפה לחומר אורגני הניתן לחילוץ (EOM) מ-PM2.52. באופן דומה, נזק ל-DNA של קרדיומיוציטים ועובי דופן החדר הימני מודגמים בבירור גם ברקמת לב מבודדת תוך שימוש באותן טכניקות אימונופלואורסצנטיות והיסטוכימיה3.
מודל דג הזברה יכול לשמש גם לחקר מורפוגנזה של השלד. דווח בהרחבה כי חשיפה לעופרת גורמת לכימיקל זה להצטבר בשלד לאורך שלבי ההתפתחות, מה שמוביל לנזק לעצמות. דינג ועמיתיו השתמשו באליזרין אדום כדי לתייג את מבני העצם והראו כי חשיפה לעופרת הפחיתה משמעותית את מינרליזציה של העצם בזחלי דג הזברה, מה שמצביע על כך שחשיפה לעופרת היא גורם סיכון לאובדן עצם במהלך התפתחות השלד4.
חומרי הדברה ידועים בעמידותם הגבוהה בסביבה. השימוש הנפוץ בחומרי הדברה הוא גורם סיכון לשפע ולמגוון של מאביקים, הממלאים תפקיד חיוני בשירותי המערכת האקולוגית של החקלאות העולמית המודרנית. סונג ועמיתיו הציגו שיטת טבילה חדשה לחקירת ההשפעות הרעילות של כלורפיריפוס, חומר הדברה פופולרי מאוד, על הזחלים של הדבורה הבודדת, Osmia excavata5. הם זיהו את ערך LD50 עבור כלורפיריפוס באמצעות הזחלים של O. excavata ומצאו כי חשיפה לכלורפיריפוס הפחיתה משמעותית את קצב האקלוזיה באופן תלוי מינון.
מסגרת מסלול התוצאה השלילית (AOP), המדגישה גורמים מולקולריים ומקלה על השימוש במודלים של בדיקה חלופיים6, היא מרכיב מכריע בטוקסיקולוגיה במאה ה-21 (Tox21)6. על פי Leist et al., AOP מבסס קשר בין אירוע יוזם מולקולרי (MIE) לתוצאה שלילית לא רצויה (AO) באמצעות אירועי מפתח (KE), כפי שהוגדרו על ידי קשרי אירועי מפתח (KER)7. לפיכך, מסגרת ה-AOP יכולה להקל על תרגום נתונים מולקולריים ומכניסטיים ממחקרים בבעלי חיים לנקודות קצה לשימוש בהערכות בטיחות6. המאמרים באוסף שיטות זה מספקים סט רב עוצמה של טכניקות ומודלים לחקר המנגנונים המולקולריים שבאמצעותם מזהמים סביבתיים גורמים לרעילות התפתחותית שונות. אנו מקווים שאיסוף זה יועיל מאוד בהערכת הסיכונים של מזהמים סביבתיים.