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

Margherita Muscat; Sherif Suleiman; Melissa M. Formosa

doi:10.3791/67759

Screening di piccole molecole e test di tossicità nelle larve di zebrafish in fase iniziale

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

Screening di piccole molecole e test di tossicità nelle larve di zebrafish in fase iniziale

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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.

Questo protocollo descrive una procedura di screening farmacologico nelle larve di zebrafish 3-7 giorni dopo la fecondazione, seguita da una valutazione morfologica.

Per iniziare, raccogli gli embrioni di zebrafish in fase iniziale tre giorni dopo la fecondazione in una capsula di Petri. Con una micropipetta da 1000 microlitri impostata su un volume di 100 microlitri, trasferire un embrione schiuso dall'aspetto sano in ciascun pozzetto di una piastra a 96 pozzetti. A questo punto, pipettare la quantità necessaria della sostanza chimica in esame in ciascun pozzetto di una piastra a 12 pozzetti.

Quindi, regolare il volume totale a 2,4 millilitri con E3 medium. Preparare il controllo del veicolo in base al solvente utilizzato per sciogliere la sostanza chimica di prova di serie. Con una pipetta da 200 microlitri, rimuovere l'eventuale soluzione E3 esistente da ciascun pozzetto della piastra da 96 pozzetti.

Utilizzare una micropipetta a otto canali per sostituirla con 100 microlitri del terreno di prova preparato per ogni concentrazione. Assicurarsi che vengano testate un totale di 24 larve per concentrazione. Dopo 24 ore, utilizzare uno stereomicroscopio ottico per eseguire il punteggio morfologico.

Segnare la morfologia utilizzando un metodo binario, dove assente indica una morfologia normale e presente indica un'anomalia morfologica. Al termine del punteggio, rimuovere 50 microlitri di terreno da ciascun pozzetto. Sostituirlo con 50 microlitri di terreno di prova appena preparato.

Rimuovere e registrare eventuali larve morte, quindi incubare le larve a 28,5 gradi Celsius con un ciclo di luce di 14 ore e buio di 10 ore. Il pesce zebra a cinque giorni dalla fecondazione ha mostrato fenotipi diversi dopo due giorni di esposizione al farmaco. I pesci zebra non affetti sono stati osservati come normali, mentre in alcuni pesci era evidente un lieve edema pericardico.

In altri è stato osservato un grave edema pericardico, accompagnato da emorragia del tuorlo ed estensione del tuorlo. È stato osservato anche uno sviluppo ritardato con riduzione della pigmentazione, della vescica natatoria e della lunghezza totale. Altri fenotipi includevano il pesce zebra con tuorlo gonfio e pinna caudale attorcigliata, pinna caudale assente e notocorda ricurva.

I casi gravi presentavano troncamento e morte con necrosi.