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Na fase de desenvolvimento, os animais são altamente suscetíveis aos efeitos da poluição ambiental. A exposição química durante os estágios críticos da gestação demonstrou levar a malformações congênitas e abortos espontâneos. Portanto, entender o modo de ação de potenciais tóxicos seria benéfico na prevenção ou tratamento de abortos espontâneos ou doenças congênitas causadas por poluentes ambientais. No entanto, é um desafio estudar os mecanismos subjacentes à toxicidade do desenvolvimento de produtos químicos ambientais usando modelos animais tradicionais devido à complexidade, tédio e custos excessivos associados a esses experimentos. Nesta coleção de métodos, autores de diferentes áreas de pesquisa empregaram novas técnicas e modelos alternativos para estudar a toxicidade do desenvolvimento de produtos químicos ambientais.
Sabe-se que o coração é um dos primeiros órgãos a serem formados durante a embriogênese, e esse órgão é particularmente propenso a insultos ambientais. Estimativas de pesquisas mostram que as cardiopatias congênitas são responsáveis por aproximadamente um terço de todos os defeitos congênitos conhecidos, além de serem a principal causa de mortalidade infantil1. Infelizmente, os modelos animais tradicionais são muito trabalhosos ou insensíveis para detectar efeitos tóxicos no desenvolvimento cardíaco. Dois artigos desta coleção de métodos investigam os efeitos adversos do material particulado fino (PM2.5), substâncias per e polifluoroalquil (PFAS), escapamento de diesel (DE) e nanomateriais no desenvolvimento do coração usando embriões de peixe-zebra e galinha 2,3. Utilizando os princípios da técnica de ensaio de imunofluorescência, a 8-hidroxi-2'desoxigenase (8-OHdG), um marcador de dano oxidativo ao DNA, e o H2AX, um marcador sensível de quebras de fita dupla de DNA, são consistentemente detectados no coração de embriões de peixe-zebra após exposição à matéria orgânica extraível (EOM) de PM2.52. Da mesma forma, o dano ao DNA dos cardiomiócitos e a espessura da parede do ventrículo direito também são claramente demonstrados no tecido cardíaco isolado usando as mesmas técnicas de imunofluorescência e histoquímica3.
O modelo de peixe-zebra também pode ser usado para estudar a morfogênese esquelética. Tem sido amplamente divulgado que a exposição ao chumbo faz com que esse produto químico se acumule no esqueleto durante os estágios de desenvolvimento, levando a danos ósseos. Ding et al. usaram vermelho de alizarina para rotular as estruturas ósseas e demonstraram que a exposição ao chumbo diminuiu significativamente a mineralização óssea em larvas de peixe-zebra, indicando que a exposição ao chumbo é um fator de risco para perda óssea durante o desenvolvimento esquelético4.
Os pesticidas são bem conhecidos por sua alta persistência no meio ambiente. O uso onipresente de pesticidas é um fator de risco para a abundância e diversidade de polinizadores, que desempenham um papel essencial nos serviços ecossistêmicos da agricultura global moderna. Song et al. apresentaram um novo método de imersão para investigar os efeitos tóxicos do clorpirifós, um pesticida muito popular, nas larvas da abelha solitária, Osmia excavata5. Eles identificaram o valor LD50 para clorpirifós usando as larvas de O. excavata e descobriram que a exposição ao clorpirifós reduziu significativamente a taxa de eclosão de maneira dose-dependente.
A estrutura da via de resultados adversos (AOP), que enfatiza as causas moleculares e torna os modelos de teste alternativos mais fáceis de utilizar6, é um componente crucial da Toxicologia no Século 21 (Tox21)6. De acordo com Leist et al., a AOP estabelece uma conexão entre um evento de iniciação molecular (MIE) e um resultado adverso indesejável (AO) por meio de eventos-chave (KE), conforme definido por relações de eventos-chave (KER)7. Assim, a estrutura AOP pode facilitar a tradução de dados moleculares e mecanísticos de estudos em animais em parâmetros para uso em avaliações de segurança6. Os artigos desta coleção de métodos fornecem um poderoso conjunto de técnicas e modelos para investigar os mecanismos moleculares através dos quais os poluentes ambientais causam várias toxicidades no desenvolvimento. Esperamos que esta recolha seja de grande benefício na avaliação dos riscos dos poluentes ambientais.