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

Margherita Muscat; Sherif Suleiman; Melissa M. Formosa

doi:10.3791/67759

Badania przesiewowe małych cząsteczek i badania toksyczności u larw danio pręgowanego we wczesnym...

JoVE Journal
Biology
Author Produced

This content is Free Access.

JoVE Journal Biology

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

Badania przesiewowe małych cząsteczek i badania toksyczności u larw danio pręgowanego we wczesnym stadium rozwoju

Full Text

2,231 Views

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.

Ten protokół opisuje procedurę badania przesiewowego leków u larw danio pręgowanego 3-7 dni po zapłodnieniu, po której następuje ocena morfologiczna.

Na początek zbierz zarodki danio pręgowanego we wczesnym stadium po trzech dniach od zapłodnienia na szalce Petriego. Za pomocą mikropipety o pojemności 1000 mikrolitrów ustawionej na objętość 100 mikrolitrów, przenieś jeden zdrowo wyglądający wykluty zarodek do każdego dołka na 96-dołkowej płytce. Teraz należy odpipetować niezbędną ilość badanej substancji chemicznej do każdego dołka płytki 12-dołkowej.

Następnie dostosuj całkowitą objętość do 2,4 mililitra za pomocą podłoża E3. Przygotować kontrolę pojazdu zgodnie z rozpuszczalnikiem użytym do rozpuszczenia podstawowej badanej substancji chemicznej. Za pomocą pipety o pojemności 200 mikrolitrów usuń istniejący roztwór E3 z każdej studzienki płytki 96-dołkowej.

Za pomocą ośmiokanałowej mikropipety zastąpić ją 100 mikrolitrami przygotowanego podłoża testowego dla każdego stężenia. Upewnij się, że bada się łącznie 24 larwy na stężenie. Po 24 godzinach użyj stereoskopowego mikroskopu świetlnego, aby wykonać ocenę morfologiczną.

Oceń morfologię za pomocą metody binarnej, gdzie brak oznacza normalną morfologię, a obecny wskazuje na nieprawidłowość morfologiczną. Po zakończeniu nacinania usuń 50 mikrolitrów pożywki z każdej studzienki. Zastąp go 50 mikrolitrami świeżo przygotowanej pożywki testowej.

Usuń i zapisz wszelkie martwe larwy, a następnie wysiaduj larwy w temperaturze 28,5 stopni Celsjusza w 14-godzinnym cyklu światła i 10-godzinnym cyklu ciemności. Danio pręgowany po pięciu dniach od zapłodnienia wykazywał różne fenotypy po dwóch dniach ekspozycji na lek. Niedotknięte danio pręgowane ryby obserwowano normalnie, podczas gdy łagodny obrzęk osierdzia był widoczny u niektórych ryb.

U innych obserwowano ciężki obrzęk osierdzia, któremu towarzyszył krwotok z żółtka i wydłużenie żółtka. Zaobserwowano również opóźniony rozwój ze zmniejszoną pigmentacją, pęcherzem pławnym i długością całkowitą. Dodatkowe fenotypy obejmowały danio pręgowanego z nabrzmiałym żółtkiem i załamaną płetwą ogonową, brakiem płetwy ogonowej i zakrzywioną struną grzbietową.

Ciężkie przypadki wykazywały skrócenie i śmierć z martwicą.