Een High-throughput Assay voor de voorspelling van de chemische toxiciteit door geautomatiseerde fenotypische profilering van Caenorhabditis elegans

Samen met de snelle ontwikkeling van chemische verbindingen die zijn toegepast op de industriële productie en het dagelijks leven van mensen, is het belangrijk om te bestuderen van de toxiciteit van de modellen voor de chemische stoffen. In veel gevallen is het knaagdier diermodel aangewend om te evalueren van de potentiële toxiciteit van verschillende chemische stoffen op de gezondheid. In het algemeen, wordt de bepaling van de letale concentratie (dat wil zeggen, de getest 50% letale dosis [LD50] van verschillende chemische stoffen) gebruikt als de traditionele parameter in een in vivo knaagdier (rat/muis)-model dat is tijdrovend en zeer duur. Bovendien, als gevolg van de verminderen, verfijnen of vervangen (3R)-beginsel dat is essentieel voor het welzijn van dieren en ethiek, nieuwe methoden waarmee voor de vervanging van hogere dieren zijn waardevol voor wetenschappelijk onderzoek^1,2,3 . C. elegans is een free-living nematode die geïsoleerd uit bodem is. Het heeft grote schaal gebruikt als een organisme onderzoek in het laboratorium vanwege zijn gunstige kenmerken, zoals een korte levensduur, gemakkelijke teelt en efficiënte reproductie. Daarnaast worden vele fundamentele biologische paden, met inbegrip van fundamentele fysiologische processen en stress reacties in C. elegans, bewaard in hogere zoogdieren^{4,5,6,7 , 8}. in een aantal vergelijkingen die wij en anderen hebben gedaan, er is een goede overeenstemming tussen C. elegans toxiciteit en toxiciteit bij knaagdieren⁹waargenomen. Dit alles maakt C. elegans een goed model voor het testen van de effecten van chemische toxicities in vivo.

Sommige studies gekwantificeerd onlangs, de fenotypische kenmerken van C. elegans. De functies kunnen worden gebruikt om de toxicities van^3,10 van de^2,van de chemische stoffen en de veroudering van wormen¹¹te analyseren. Ook ontwikkelden we een methode die een vloeibaar worm culturing systeem en een analysesysteem combineert, waarin de wormen gekweekt in een 384-well plaat onder verschillende chemische behandelingen^{12 zijn}. Deze kwantitatieve techniek heeft ontwikkeld om te analyseren automatisch de 33 parameters van C. elegans na 12-24h van chemische behandeling in een 384-well plaat met vloeistof. Een geautomatiseerde Microscoop stadium wordt gebruikt voor experimentele video acquisitie. De video’s worden verwerkt door een speciaal ontworpen programma en 33 kenmerken in verband met de wormen bewegende gedrag worden gekwantificeerd. De methode wordt gebruikt om te kwantificeren van de worm fenotypen onder de behandeling van 10 verbindingen. Uit de resultaten blijkt dat verschillende toxicities als de fenotypen van C. elegans veranderen kunnen. Deze gekwantificeerde fenotypen kunnen worden gebruikt voor het identificeren en voorspellen van de acute toxiciteit van verschillende chemische verbindingen. Het algemene doel van deze methode is de observatie en fenotypische kwantificering van experimenten met C. elegans in een vloeibare cultuur te vergemakkelijken. Deze methode is nuttig voor de toepassing van C. elegans in chemische toxiciteit evaluaties en fenotype ondermeer, die helpen bij het voorspellen van de acute toxiciteit van verschillende chemische verbindingen en stelt een prioriteitenlijst op met voor meer traditionele de tests van de beoordeling van het chemische toxiciteit in een knaagdier model. Bovendien, kan deze methode worden toegepast om de toxiciteit screening en het testen van nieuwe chemische producten of de verbinding als het voedsel additieve agent verontreiniging, pharmacautical verbindingen, milieu exogene stof, enzovoort.