W niniejszej pracy opisano nowy test biologiczny z bakterią morską V. anguillarum , który został z powodzeniem zastosowany do oceny toksycznego działania CuSO4, referencyjnego środka toksycznego, wykazując wyraźną zależność między dawką a reakcją. Bakteria morska V. anguillarum została wybrana jako organizm modelowy, ponieważ jest halotolerancyjna, wszechobecna i reprezentatywna dla ekosystemów morskich.
Test może być wykonywany w szerokim zakresie wartości zasolenia (5-40) i może wykorzystywać roztwory soli oraz syntetyczne lub naturalne wody morskie jako medium ekspozycyjne, o ile mikroorganizmy mogą z łatwością przetrwać przez cały czas trwania testu. Pozwala to na analizę różnego rodzaju próbek, w tym środowisk słonawych i morskich.
W fazie ekspozycji nie jest wymagana żadna pożywka wzrostowa, co pozwala uniknąć jego ingerencji w zanieczyszczenia8 i jego ewentualnego wpływu na odpowiedź biologiczną. Protokół jest niezawodny, szybki, opłacalny i stosunkowo łatwy. Procedura mikrozliczania cieczy na płytkę9 ma tę zaletę, że wykorzystuje małe objętości (próbki), chociaż oznacza to wysoki stopień dokładności i wytrzymałości. Wyniki trzech niezależnych badań i powtórzeń dla każdego leczenia wskazują na wysoką powtarzalność tej metody. Wykorzystanie bakterii jako modelu biologicznego, a także zdolność adaptacyjna tej techniki, sprzyjają ekologicznemu i środowiskowemu znaczeniu tej procedury. Innymi krytycznymi kwestiami technicznymi są dokładność w przygotowaniu inokulum bakteryjnego i sterylność wymagana na niektórych etapach procedury.
Proponowany test jest szybszy (6 godzin) niż inne morskie testy ekotoksykologiczne (24-96 godzin) i nie stwarza problemów etycznych wynikających z wykorzystania organizmów wyższych. Ponadto dane dotyczące referencyjnej substancji toksycznej wskazują na wartości LC50 porównywalne z wartościami uzyskanymi w ostrych badaniach na innych gatunkach morskich10,11, co świadczy o dobrej czułości. Wśród testów biologicznych bakterii test inhibicji luminescencji V. fischeri jest najbardziej powszechny i dobrze standaryzowany12. Ten test biologiczny jest bardzo szybki (15-30 min) i ważny do badania próbek w fazie stałej, ale mogą na niego wpływać kolorowe i mętne próbki, które zakłócają pomiary luminescencji. Zasolenie jest czynnikiem ograniczającym w stosowaniu wyżej wymienionego testu, przy czym wymagane jest 2% NaCl13. Wręcz przeciwnie, proponowany tutaj test z V. anguillarum daje przystępne cenowo wyniki w szerokim zakresie wartości zasolenia, nie ma ograniczeń w odniesieniu do mętnych lub kolorowych próbek i wymaga tańszego sprzętu w porównaniu z analizatorami luminescencji. Porównanie wyników naszego badania z wynikami dostępnymi w literaturze dla V. fisheri 14,15,16 pokazuje porównywalne wartości EC50, co dodatkowo potwierdza skuteczność tego testu biologicznego.
Ten test biologiczny ocenia zmniejszenie zdolności do hodowli bakterii, ogólnie określane jako śmiertelność, zamiast tempa wzrostu populacji lub zahamowania aktywności enzymatycznej, które są stosowane w obecnie dostępnych testach dla mikroorganizmów. Obliczenie LC50 pozwala na porównanie z innymi testami biologicznymi powszechnie stosowanymi do oceny ekotoksykologicznej środowisk morskich, w których często punktem końcowym jest przeżycie/śmiertelność. Pilnie konieczne jest przeprowadzenie ćwiczeń interkalibracyjnych w celu oceny/potwierdzenia wiarygodności i odtwarzalności tego testu oraz wsparcia jego standaryzacji i stosowania w protokołach regulacyjnych.
Coraz powszechniejsze stosowanie nanomateriałów i ich potencjalne uwalnianie do środowiska pociąga za sobą konieczność przeprowadzenia oceny ryzyka17 . Wydaje się jednak, że klasyczne podejścia (ekotoksykologiczne) do tych pojawiających się zanieczyszczeń nie dają przystępnych wyników i mogą wymagać pewnych dostosowań18. Charakterystyka tego nowego testu biologicznego pozwala na jego łatwe i użyteczne zastosowanie do oceny toksyczności nanocząstek. W rzeczywistości możliwość przeprowadzenia testu przy różnym zasoleniu dostarczy informacji na temat zachowania nanocząstek przy różnych stężeniach jonowych, co jest zmienną parametru środowiskowego, która może znacząco wpłynąć na toksyczność19. Ponadto w ocenach ekotoksyczności nanocząstek nie zaleca się szczególnie stosowania pożywki wzrostowej i składników odżywczych, ponieważ substancje organiczne mogą ułatwiać ich wchłanianie poprzez zwiększenie skutków toksycznych20 lub mogą powodować agregację, zmniejszając biodostępną frakcję, a tym samym ich toksyczność21.
Podsumowując, test biologiczny na Vibrio anguillarum jest obiecującym narzędziem do oceny ryzyka związanego z klasycznymi i pojawiającymi się zanieczyszczeniami, a także do oceny stanu środowiska morskiego i słonawego.