איתות הורמון בלוטת התריס (TH) הוא מווסת בסיסי של חילוף החומרים בתאים, חיוני להתפתחות תקינה ולתפקוד רקמות אופטימלי בבגרות1. בתוך רקמות, פעולת TH נשלטת היטב על ידי מנגנון מולקולרי מורכב, המאפשר תחזוקה ספציפית לרקמות של רמות TH מקומיות. אוטונומיה זו של רקמות שונות מרמות TH במחזור היא בעלת חשיבות רבה 2,3,4.
לכימיקלים רבים יש פוטנציאל לשבש את התפקודים האנדוקריניים והם נמצאים בסביבה כמזהמים. קיים חשש גובר כי מולקולות אלה יכולות להיכנס לשרשרת המזון באמצעות שפכים וייצור חקלאי, ובכך להשפיע על בריאותם של בעלי חיים ובני אדם 5,6,7.
אחד האתגרים המשמעותיים בהתמודדות עם בעיה זו הוא המספר העצום של תרכובות המעורבות, כולל מולקולות מאושרות וכבר אסורות, אך עדיין קיימות בהתמדה. בשנים האחרונות נעשו מאמצים ניכרים לפתח מערכות בדיקה לסינון וזיהוי הפוטנציאל המשבש של כימיקלים שונים 8,9,10,11. בעוד שיטות אלה מצטיינות בסינון תפוקה גבוהה של אלפי תרכובות וזיהוי איומים פוטנציאליים, ניתוח מפורט של השפעות in vivo ספציפיות של מולקולות אלה חיוני כדי לקבוע את הסיכונים של חשיפה אנושית. לפיכך, גישה רבת פנים נחוצה בעת לימוד ואפיון כימיקלים משבשי אנדוקרינית (EDC).
בהקשר של רגולציית TH, הבנת ההשלכות הספציפיות לרקמות של חשיפה ל-EDC דורשת כימות של פעולת TH מקומית. למרות שמספר מודלים in vivo פותחו למטרה זו, רובם מסתמכים על סמנים אנדוגניים כמדד התפוקה שלהם. למרות היותם פיזיולוגיים, סמנים אלה כפופים למנגנוני ויסות רבים, ישירים ועקיפים, מה שהופך את הפרשנות שלהם למאתגרת יותר. לכן, אפיון השפעות EDC על ויסות TH ברמת הרקמה נותר אתגר משמעותי12,13.
כדי להתמודד עם האתגרים של מדידת איתות TH ספציפי לרקמות, פותח לאחרונה מודל העכבר Thyroid Hormone Action Indicator (THAI). מודל זה מאפשר כימות ספציפי של שינויים בפעולת TH מקומית בתנאים אנדוגניים. טרנסגן לוציפראז הוכנס לגנום העכבר, הרגיש מאוד לוויסות על ידי פעולת TH14. מודל זה הוכיח יעילות במענה על שאלות מחקר שונות הדורשות כימות שינויים באיתות TH מקומי ברקמה 14,15,16,17,18.
זיהוי אחד של שימוש פוטנציאלי במודל THAI הוא אפיון השפעות ספציפיות לרקמות של EDCs על איתות TH. המודל שימש לאחרונה בהצלחה כדי לחקור את ההשפעות הספציפיות לרקמות של tetrabromobisphenol A ו diclazuril על איתות TH15. כאן, פרוטוקולים בסיסיים מוצגים לשימוש בטכניקות הדמיה in vivo במודל THAI כמערכת בדיקה לאפיון EDCs המשבשים את תפקוד TH. שיטה זו ממנפת את האופי הביו-לומינסנטי של תגובת לוציפרין-לוציפראז. בעיקרו של דבר, האנזים לוציפראז המתבטא באופן טרנסגני מזרז את החמצון של לוציפרין המנוהל, ומייצר אור זוהר פרופורציונלי לכמות הלוציפראז ברקמה (איור 1). כתוצאה מכך, התגובה הביולוגית שנמדדה היא פעילות לוציפראז, שאומתה כמדד מתאים לפעולת TH מקומית14. בעוד שהמודל התאילנדי ישים לכימות פעולת TH כמעט בכל הרקמות, הדמיית in vivo מתמקדת בעיקר בפעולת TH במעי הדק (הדמיה גחון) וברקמת השומן החומה הבין-סקפולרית (BAT, הדמיה גבית)14.
יתרון משמעותי של טכניקת ההדמיה in vivo הוא שהיא מבטלת את הצורך להקריב בעלי חיים עבור מדידות. זה מאפשר לחוקרים לתכנן ניסויי אורך ומעקב כמחקרים בשליטה עצמית, תוך הפחתת ההטיות בין הנבדקים ומספר בעלי החיים בשימוש. היבט זה חיוני במיוחד באפיון EDC, ועוצמתה ורבגוניותה של השיטה למטרה זו הודגמו בעבר14,15.