Quantificazione dei livelli di etanolo negli embrioni di pesce zebra utilizzando la cromatografia dello spazio della testa

I disturbi dello spettro dell’alcolfe fetale (FASD) descrivono una vasta gamma di menomazioni neurologiche e dismorfologie craniofacciali associate all’esposizione all’etanolo embrionale¹. Molteplici fattori, tra cui la tempistica e il dosaggio dell’esposizione all’etanolo e il background genetico, contribuiscono alla variazione del FASD^2,3. Nell’uomo, la complessa relazione di queste variabili rende difficile lo studio e la comprensione dell’eziologia della FASD. I modelli animali si sono dimostrati cruciali nello sviluppo della nostra comprensione della base meccanicistica della teratogenicità dell’etanolo. Un’ampia varietà di sistemi di modelli animali è stata utilizzata per studiare molteplici aspetti della FASD e i risultati sono stati notevolmente coerenti con quanto si trova nell’esposizione^{nell’uomo 4}. I sistemi modello Roditori sono utilizzati per esaminare molti aspetti del FASD, con i topi che sono i più comuni^5,6,7. La maggior parte di questo lavoro si è concentrata sui difetti dello sviluppo per l’esposizione precoce all’etanolo⁸, anche se in seguito l’esposizione all’etanolo ha dimostrato di causare anomalie dello sviluppo pure⁹. Inoltre, le capacità genetiche dei topi hanno notevolmente aiutato nella nostra capacità di sondare le basi genetiche di FASD^10,11. Questi studi sui topi suggeriscono fortemente che ci sono interazioni gene-etanolo con il percorso riccio sonoro, segnalazione dell’acido retinoico, dismutasi Superossido, sintesi di ossido nitrico I, Aldh2 e Fancd2^8,10,11^{, 12,13,14,15,16,17,18 19,20,21}. Questi studi dimostrano che i modelli animali sono fondamentali per far progredire la nostra comprensione della FASD e dei suoi meccanismi sottostanti.

Il pesce zebra è emerso come un potente sistema modello per esaminare molti aspetti della teratogenesi dell’etanolo^22,23. A causa della loro fecondazione esterna, dell’elevata fecondità, della trattatibilità genetica e delle capacità di imaging dal vivo, i pesci zebra sono ideali per studiare fattori come tempismo, dosaggio e genetica della teratogenesi dell’etanolo. L’etanolo può essere somministrato a embrioni messi in scena con precisione e gli embrioni possono quindi essere immagine per esaminare l’impatto diretto dell’etanolo durante i processi di sviluppo. Questo lavoro può essere correlato direttamente agli esseri umani, perché i programmi genetici di sviluppo sono altamente conservati tra il pesce zebra e gli esseri umani e può quindi aiutare a guidare gli studi umani FASD²⁴. Mentre il pesce zebra è stato utilizzato per esaminare la teratogenesi dell’etanolo, la mancanza di consenso nel segnalare concentrazioni di etanolo embrionale rende difficile il confronto con gli esseri umani²⁵. Nei sistemi dei mammiferi, i livelli di alcol nel sangue sono correlati direttamente ai livelli di etanolo tissutale²⁶. Molti degli studi sui pesci zebra trattano gli embrioni prima della formazione completa del loro sistema circolatorio. Senza un campione materno da esaminare, è necessario un processo per valutare le concentrazioni di etanolo per quantificare i livelli di etanolo all’interno dell’embrione. Qui descriviamo un processo per quantificare le concentrazioni di etanolo in un embrione di pesce zebra in via di sviluppo utilizzando la cromatografia del gas dello spazio della testa.