Оценка цитотоксичности метаболитов типичных триазоловых пестицидов в организме растений
22 декабря 2023 г.
В протоколе описан новый метод оценки интегральной цитотоксичности метаболитов триазоловых пестицидов в растениях.
В нашем протоколе описан новый метод оценки интегральной цитотоксичности метаболитов триазолового пестицида в организме растений. Культура каллуса растений используется для получения метаболитов белков в растениях с последующими токсикологическими испытаниями с использованием клеточной линии человека для оценки интегральной цитотоксичности метаболитов. Метаболиты ксенобиотиков в растениях чрезвычайно сложны, и можно получить лишь несколько стандартов метаболитов.
Таким образом, токсикологические данные о метаболитах ограничены, что затрудняет комплексную оценку токсичности. В этом протоколе была предложена стратегия оценки интегральной цитотоксичности метаболитов триазоловых пестицидов в растениях. В этом протоколе модели каллуса растений и клеток человека объединены для достижения интегральной оценки цитотоксичности метаболитов триазоловых пестицидов в растениях.
Это позволяет избежать сложных этапов идентификации и разделения метаболитов, тем самым предоставляя новые данные для точной и достоверной оценки.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается новый метод оценки интегральной цитотоксичности метаболитов триазольных пестицидов в растениях. Метод основан на использовании каллусной культуры растений для получения метаболитов с последующим проведением токсикологических тестов на клеточной линии человека.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Токсикология растений
- Оценка метаболитов пестицидов
- Тестирование на клеточных линиях человека
Теоретические сведения
- Метаболиты ксенобиотиков в растениях представляют собой сложные смеси.
- Для тестирования можно получить лишь ограниченное количество линий метаболитов.
- Это часто затрудняет проведение комплексной оценки токсичности.
- Пестициды группы триазолов широко используются, что обуславливает необходимость оценки их токсичности.
Цель исследования
- Предложить стратегию оценки интегральной цитотоксичности метаболитов триазольных пестицидов.
- Объединить использование растительных носителей с моделями человеческих клеток.
- Углубить понимание токсичности метаболитов пестицидов в растениях.
Используемые методы
- Культура каллуса растений для получения метаболитов.
- Токсикологические тесты с использованием клеточной линии человека.
- Оценка интегральной цитотоксичности.
- Комбинирование моделей растительных и человеческих клеток.
Основные результаты
- Успешный синтез метаболитов из культур растений.
- Оценка цитотоксичности с использованием линий клеток человека.
- Продемонстрирована сложность токсичности метаболитов пестицидов.
- Предложен новый метод оценки воздействия пестицидов.
Выводы
- Предлагаемый метод позволяет более точно оценить токсичность метаболитов пестицидов.
- Сочетание растительных и человеческих моделей расширяет возможности процесса оценки.
- Данный подход может способствовать более глубокому пониманию воздействия на окружающую среду.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Комплексная оценка цитотоксичности метаболитов пестицидов растительного происхождения восполняет критический пробел в раннем выявлении опасностей для портфелей агрохимической и экологической безопасности. Оценивая комбинированную токсичность сложных смесей метаболитов с использованием моделей человеческих клеток, данный подход повышает прогностическую достоверность оценки рисков и поддерживает принятие решений на основе данных при разработке соединений. Этот метод позволяет проводить более всесторонний биологический анализ рисков на стыке воздействия факторов окружающей среды и значимости для здоровья человека.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичное обнаружение и валидация мишени
- Позволяет оценивать совокупный цитотоксический эффект продуктов биотрансформации растений.
- Обеспечивает функциональную проверку безопасности метаболитов окружающей среды перед последующим скринингом.
- Облегчает отбор перспективных агрохимических кандидатов на основе данных о жизнеспособности клеток человека.
Скрининг и разработка анализа
- Позволяет подготавливать валидированные смеси метаболитов для стандартизированных анализов цитотоксичности.
- Обеспечивает воспроизводимость и сопоставимость результатов при различных условиях воздействия с использованием клеточных линий человека.
- Обеспечивает количественное определение жизнеспособности для надежной оценки соединений.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет воздействие метаболитов растений с клеточными моделями, релевантными для человека, для получения данных по трансляционному переносу.
- Обеспечивает преемственность между оценкой воздействия окружающей среды и доклинической токсикологией.
- Поддерживает продвижение соединений с минимальной цитотоксичностью с учетом оценки рисков.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод интегрируется в общую систему ранней оценки опасностей, связывая генерацию метаболитов в окружающей среде со скринингом токсичности на человеческих клеточных моделях для обоснования выбора перспективных соединений и управления рисками.
- Открытия в биологии: Позволяет проверять гипотезы о цитотоксическом потенциале метаболитов растительного происхождения.
- Скрининг: Обеспечивает воспроизводимые количественные данные о жизнеспособности клеток для сравнения различных условий.
- Аналитика: Предоставляет статистические данные (например, жизнеспособность клеток, пороги значимости) для поддержки принятия решений.
- Трансляционные исследования: Связывает воздействие метаболитов окружающей среды с конечными показателями здоровья человека.
- Корпоративное повторное использование: Предлагает масштабируемую структуру для оценки различных ксенобиотических метаболитов в растительных системах.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неоднозначность при определении токсичности метаболитов.
- Практическая ценность: Стандартизирует рабочие процессы оценки цитотоксичности для сложных смесей.
- Стратегическая ценность: Позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и осуществлять капиталоэффективное управление портфелем.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию агрохимических и экологических кандидатов с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с культурами каллуса растений и токсикологией линий клеток человека.
- Необходим доступ к оборудованию для культивирования клеток, экстракции метаболитов и спектрофотометрии.
- Требуется межкомандная стандартизация протоколов воздействия и анализа жизнеспособности.
- В зависимости от масштаба проекта может потребоваться адаптация для различных моделей растений или клеток.
- Сложность смесей метаболитов может ограничить разрешение механизмов действия отдельных компонентов.
Часто задаваемые вопросы о биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:38
Treatment of Carrot Callus with Triazole Pesticides to Assess Cytotoxicity of the Pesticide Metabolites
3:18
Chemical Extraction of Pesticide‐Treated Carrot Callus to Assess Cytotoxicity of the Pesticide Metabolites
4:30
Passage of Caco‐2 Cells to Assess Cytotoxicity of the Pesticide Metabolites from Pesticide‐Treated Carrot Callus
5:37
Exposure of Caco‐2 Cells to Pesticide Metabolites from Pesticide‐Treated Carrot Callus for Cytotoxicity Study
7:11
Assessing Cell Viability of Caco‐2 Cells Treated with Pesticide Metabolite Extracts from Pesticide‐Treated Carrot Callus
