Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Σύνδεση του κυτταρικού πληθυσμού με την ανάπτυξη ολόκληρων ψαριών

Anonim

Κάθε χρόνο, χρησιμοποιούνται πάνω από ένα εκατομμύριο ψάρια για δοκιμές τοξικότητας και επιστημονική έρευνα μόνο στην ΕΕ και απαιτούνται περίπου 400 ιχθύες για μία δοκιμασία στα πρώτα στάδια της ζωής των ψαριών. Αυτές οι δοκιμές τοξικότητας συχνά απαιτούνται από τις ρυθμιστικές αρχές για νέες χημικές ουσίες, καθώς τα ψάρια είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα σε ρύπους στο νερό κατά τα πρώτα στάδια ανάπτυξης. Ωστόσο, η αυξανόμενη χρήση των πειραματόζωων είναι αμφισβητήσιμη δεοντολογικά. Επιπλέον, οι συμβατικές δοκιμές είναι πολύπλοκες, δαπανηρές και χρειάζονται εβδομάδες ή μήνες για να ολοκληρωθούν. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες, οι ρυθμιστικές αρχές και η βιομηχανία αναζητούν εναλλακτικές προσεγγίσεις. Μια ελπιδοφόρα νέα μέθοδος έχει τώρα αποδειχθεί από μια μελέτη Eawag, η οποία διεξάγεται σε συνεργασία με την ETH, την EPFL και το Πανεπιστήμιο του York (Ηνωμένο Βασίλειο). Τα αποτελέσματα έχουν δημοσιευθεί στο περιοδικό Science Advances : αντί να χρησιμοποιούν ζωντανά ψάρια (in vivo), οι δοκιμές πραγματοποιούνται με κύτταρα ψαριών (in vitro). Μετά από μόλις πέντε ημέρες, η αύξηση του κυτταρικού πληθυσμού, που αναστέλλεται σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό υπό χημικό στρες - σε συνδυασμό με τη μοντελοποίηση των τοξικολογικών αποτελεσμάτων - δείχνει εξαιρετική συμφωνία με δεδομένα από ανεξάρτητα διεξαγόμενα in vivo πειράματα.

διαφήμιση


Ο περιβαλλοντικός τοξικολόγος καθηγητής Kristin Schirmer, ο οποίος καθοδηγεί τις προσπάθειες του Eawag να μειώσει τη χρήση πειραματόζωων, σχολιάζει: "Αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα προς απλούστερες, λιγότερο δαπανηρές και ταχύτερες δοκιμές τοξικότητας για την έγκριση και χρήση νέων χημικών ουσιών. μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε κυτταροκαλλιέργειες για να προβλέψουμε με ακρίβεια τις χημικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη, οι οποίες θα εμφανιστούν μόνο μετά από εβδομάδες ή και μήνες σε ζωντανά ψάρια ». Ο μηχανισμός που βασίζεται στη νέα μέθοδο είναι απλός: τα φυτοφάρμακα που χρησιμοποιούνται στη μελέτη εμποδίζουν την ανάπτυξη των ψαριών - τόσο υψηλότερες είναι οι συγκεντρώσεις στις οποίες εκτίθενται τα ζώα, τόσο περισσότερο μειώνεται η ανάπτυξή τους. Τα ίδια αποτελέσματα επιδείχθηκαν για τους πληθυσμούς των μικροκυψελίδων που καλλιεργήθηκαν στο εργαστήριο. Ο Kristin Schirmer εξηγεί: «Ο λόγος για τον οποίο τα αποτελέσματα μπορούν να εξαχθούν τόσο καλά είναι ότι τα μεγαλύτερα ψάρια δεν έχουν μεγαλύτερα κύτταρα αλλά περισσότερα κύτταρα και υπολογίζουμε τη συγκέντρωση της ουσίας στα κύτταρα». Το μοντέλο προβλέπει έτσι τι συμβαίνει εάν το ψάρι εκτίθεται στην υπό δοκιμή ουσία στο νερό - το οποίο με τη σειρά του μπορεί να βοηθήσει στην τελειοποίηση άλλων δοκιμών και προγνωστικών μοντέλων.

Ωστόσο, η νέα προσέγγιση δεν είναι τόσο απλή όσο φαίνεται αρχικά. Για να προσδιοριστεί ποιες συγκεντρώσεις σε καλλιεργημένα κύτταρα έχουν τα ίδια αποτελέσματα με τα ζωντανά ψάρια απαιτεί λεπτομερή μοντελοποίηση και λεπτομερή γνώση των ιδιοτήτων των ουσιών. Επιπλέον, δεν είναι σαφές εάν τα κυψέλες θα είναι αντιπροσωπευτικά για όλους τους τύπους ιχθύων. Άλλα κύτταρα μπορεί να αντιδρούν διαφορετικά και άλλες ουσίες μπορεί να είναι βιομετασχηματισμένες. Παρ 'όλα αυτά, η μελέτη παρουσιάζει σημαντικό ενδιαφέρον για τους ειδικούς λόγω της νέας προσέγγισης που ακολουθείται. Ο Δρ Roman Ashauer, ο οποίος ξεκίνησε τη μελέτη και εργάζεται τώρα στο Πανεπιστήμιο του Υόρκου, λέει: «Η παραδοσιακή ροή εργασίας για την αξιολόγηση χημικών κινδύνων ήταν« δοκιμή πρώτα, ερμηνεύστε αργότερα ». ένα σχετικά απλό μαθηματικό μοντέλο ανάπτυξης των ψαριών και στη συνέχεια να τροφοδοτήσουμε τα απαραίτητα πειραματικά δεδομένα σε αυτό το μοντέλο. " Οι συγγραφείς ελπίζουν ότι αυτή η προσέγγιση θα αναληφθεί από άλλους επιστήμονες για να δοκιμαστεί η ευρύτερη εφαρμογή τους και τα αρχικά σημεία είναι ενθαρρυντικά: σε μια ετήσια συνάντηση της Εταιρείας Περιβαλλοντικής Τοξικολογίας και Χημείας (SETAC Europe) που πραγματοποιήθηκε στη Γλασκώβη, η Δρ Julita Stadnicka- Ο Μιχαλάκ, ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, έλαβε το περίφημο βραβείο Young Scientist.

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Υδατικής Επιστήμης και Τεχνολογίας: Eawag . Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. J. Stadnicka-Michalak, Κ. Schirmer, R. Ashauer. Τοξικολογία σε κλίμακες: Η αύξηση του κυτταρικού πληθυσμού in vitro προβλέπει μείωση της ανάπτυξης των ψαριών . Science Advances, 2015; 1 (7): e1500302 DOI: 10.1126 / sciadv.1500302