Un saggio di High-throughput per la previsione di tossicità chimica di Automated fenotipica profilatura di Caenorhabditis elegans

Con il rapido sviluppo di composti chimici applicato alla produzione industriale e la vita quotidiana delle persone, è importante studiare la tossicità test di modelli per le sostanze chimiche. In molti casi, il modello animale roditore è impiegato per valutare la potenziale tossicità di diverse sostanze chimiche sulla salute. In generale, la determinazione delle concentrazioni letali (cioè, la dosati 50% dose letale [LD50] di diverse sostanze chimiche) è utilizzata come parametro tradizionale in un modello di roditore (ratto/topo) in vivo, che è molto costoso e richiede tempo. Inoltre, a causa della riduzione, affinare, o sostituire il principio di (3R) che è centrale per etica e sul benessere degli animali, nuovi metodi che consentono per la sostituzione degli animali superiori sono preziose per la ricerca scientifica^1,2,3 . C. elegans è un nematode dissipato che è stato isolato dal suolo. È stato ampiamente utilizzato come un organismo di ricerca in laboratorio per le sue caratteristiche benefiche, come una vita relativamente breve, facile coltivazione e riproduzione efficiente. Inoltre, molte vie biologiche fondamentali, tra cui processi fisiologici di base e le risposte di sforzo in c. elegans, sono conservate nei più alti mammiferi^{4,5,6,7 , 8}. in un paio di confronti noi ed altri abbiamo fatto, c’è una buona concordanza tra tossicità di c. elegans e tossicità osservati in roditori⁹. Tutto ciò fa di c. elegans un buon modello per testare gli effetti di tossicità chimica in vivo.

Recentemente, alcuni studi quantificato le caratteristiche fenotipiche di c. elegans. Le caratteristiche possono essere utilizzate per analizzare la tossicità dei prodotti chimici^2,3,10 e l’invecchiamento dei vermi¹¹. Abbiamo anche sviluppato un metodo che combina un verme liquido coltura sistema e un sistema di analisi di immagine, in cui i vermi sono coltivati in una piastra 384 pozzetti in diversi trattamenti chimici¹². Questa tecnica quantitativa è stata sviluppata per analizzare automaticamente i 33 parametri di c. elegans dopo 12-24h di trattamento chimico in una piastra 384 pozzetti con mezzo liquido. Una fase di microscopio automatizzato viene utilizzata per l’acquisizione dei video sperimentali. I video vengono elaborati da un programma di misura, e sono quantificati 33 caratteristiche relazionati al comportamento commovente ai vermi. Il metodo viene utilizzato per quantificare i fenotipi di vite senza fine nell’ambito del trattamento di 10 composti. I risultati mostrano che le diverse tossicità possono alterare i fenotipi di c. elegans. Questi fenotipi quantificati possono essere utilizzati per identificare e prevedere la tossicità acuta di diversi composti chimici. L’obiettivo generale di questo metodo è quello di facilitare l’osservazione e la quantificazione fenotipica degli esperimenti con c. elegans in una coltura liquida. Questo metodo è utile per l’applicazione di c. elegans in valutazioni di tossicità chimica e quantificazioni di fenotipo, che aiutano a prevedere la tossicità acuta di diversi composti chimici e stabilire una lista di priorità per ulteriori tradizionale test di valutazione di tossicità chimica in un modello del roditore. Inoltre, questo metodo può essere applicato alla tossicità di screening e test di nuove sostanze chimiche o il composto come l’inquinamento agente additivo alimentare, composti farmaceutici, composti esogeni ambientali e così via.