El pez cebra como modelo para evaluar el potencial teratogénico de nitrito

Teratogénesis es un proceso que altera el desarrollo normal de un embrión o feto, causando anomalías estructurales y funcionales permanentes, retraso del crecimiento, o aborto involuntario en casos graves ^1. Puede ser causada por ciertos agentes naturales (teratógenos), que interfieren con el desarrollo embrionario de múltiples maneras ^2. Durante el desarrollo fetal humano, se han reportado teratógenos común, tales como la radiación, agentes infecciosos, metales tóxicos y productos químicos orgánicos para causar defectos en los pliegues epicánticos (el pliegue de piel en el párpado superior) y clinodactilia (dedo curvado o en el pie) a través de los errores morfogenéticos ^1.

La comprensión del mecanismo molecular de teratogénesis es el primer paso hacia el desarrollo de tratamiento y prevención. Varios modelos de vertebrados tales como la rana de uñas africana (Xenopus laevis) y el pez cebra (Danio rerio) se han utilizado para determinar las vías moleculares afectadas por teratOgens. Estudios anteriores han utilizado el pez cebra como modelo para la epidemiología, toxicología y teratogénesis ^3-7. Scholz et al. considerado el pez cebra como un "estándar de oro" para la evaluación de la toxicidad ambiental. Esto se debe, en parte, a la transparencia del embrión de pez cebra, que permite a los investigadores visualizar el defecto de desarrollo, ya que se produce ^8. Aproximadamente el 70% de los genes humanos tienen ortólogos en el pez cebra, por lo que el pez cebra un modelo vertebrado deseable para el estudio de los defectos humanos ^9.

Algunos estudios epidemiológicos han sugerido que el nitrato y el nitrito, comúnmente presentes en los alimentos agrícolas y agua, están asociados con defectos de nacimiento y abortos espontáneos ^10,11, mientras que otros estudios no apoyan esta asociación ^12. El nitrato _(NO 3 ^-) y nitrito _(NO 2 ^-) están presentes de forma natural en el suelo y el agua. Ellos son una fuente de nitrógeno para las plantas y son una parte de la nciclo itrogen ^13. Los alimentos como las judías verdes, zanahorias, calabaza, espinaca, remolacha y de las granjas que utilizan fertilizantes con alto contenido de nitrato han aumentado significativamente los niveles de nitrato y nitrito ^7. La leche de vacas alimentadas con alimentos altos de nitratos y peces en agua de alta nitrato (principalmente de la salida del suelo ³⁰⁾ puede conducir a los seres humanos que consumen grandes cantidades de nitratos y nitritos ^14. El nitrato y el nitrito también se utilizan comúnmente en la conservación de alimentos, lo que aumenta drásticamente la cantidad ingerida por los seres humanos ^12.

Los niveles óptimos de nitrato y nitrito desempeñan papeles fundamentales en los procesos fisiológicos como la homeostasis vascular y la función, la neurotransmisión y los mecanismos de defensa del huésped inmunológicos ^13-15. Sin embargo, la exposición a altos niveles de nitrato y nitrito puede dar lugar a efectos adversos, especialmente en lactantes y ^niños de 16. nitrato ingerido se convierte después en nitrito en la cavidad oral por la microflora y en THe tracto gastrointestinal por la microflora intestinal ^17.

El nitrato pone bebés en un alto riesgo para el síndrome del bebé azul por la oxidación de la hemoglobina en metahemoglobina, deteriorando la hemoglobina de su capacidad de oxígeno ¹⁸ que lleva. Esto da como resultado el color azul de la piel que se extiende a los tejidos periféricos en los casos más graves. La oxigenación de los tejidos inhibido resultados en otros síntomas, más severa que conduce a coma y muerte ^19,20. Síntomas similares se observan en los bebés y adultos en concentraciones más altas de nitrato de ^21. Los niveles elevados de metahemoglobina en los adultos debido a los resultados de intoxicación de nitritos en la cianosis, dolor de cabeza, trastornos de la respiración ^31, y la muerte si no se trata, debido a complicaciones relacionadas con la hipoxia tejido vital ^32,33.

El nitrato ingerido en los niveles superiores también puede resultar en diversas complicaciones de salud. La diabetes infantil, la diarrea recurrente, e infecciones recurrentes del tracto respiratorioen los niños se han relacionado con una alta ingesta de nitrato de ^11,17,22. La exposición crónica a un alto nivel de nitrato se asocia con la micción y la hemorragia del bazo. La exposición a altas dosis aguda de nitratos puede conducir a una amplia gama de condiciones médicas como dolor abdominal, debilidad muscular, sangre en las heces y la orina, desmayos, y la muerte ^11. La exposición prenatal a nitrato en niveles altos se ha asociado con defectos del tubo neural y músculo-esquelético ^11.

Un informe reciente mostró que el tratamiento con nitrito de embriones de pez cebra condujo a la yema edema salida, malformaciones craneofaciales y axial, y nadar noninflation vejiga ^5. En este estudio, se demuestra un método para el tratamiento de embriones de pez cebra con nitrato y nitrito para determinar su potencial teratogénico. Los embriones fueron expuestos a nitrito a diferentes concentraciones y diferentes periodos de tiempo. El etanol se utiliza como un control positivo, ya que es un teratógeno establecido ^23. Our método mostró que ambas altas concentraciones y tiempos de exposición largos a nitrito eran perjudiciales para la supervivencia y dieron lugar a diversos fenotipos, que van desde leve (edema) a graves defectos de desarrollo (brutos). Por lo tanto, el pez cebra es un modelo útil para explorar directamente los posibles efectos teratogénicos de nitrato y nitrito en embriones para complementar estudios epidemiológicos.