A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
يهدف هذا العمل إلى تقييم ومراجعة إجراء الفحص الحيوي للفتك بالأرتيميا ، والذي تم تحديده أيضا على أنه اختبار فتك الجمبري الملحي. توفر هذه الطريقة البسيطة والرخيصة معلومات حول السمية العامة (التي تعتبر تقييما أوليا للسمية) للعينات ، أي المنتجات الطبيعية.
تم استخدام المنتجات الطبيعية منذ العصور القديمة لإنتاج الأدوية. في الوقت الحاضر ، هناك الكثير من أدوية العلاج الكيميائي التي يتم الحصول عليها من مصادر طبيعية وتستخدم ضد عدد كبير من الأمراض. لسوء الحظ ، غالبا ما تظهر معظم هذه المركبات سمية جهازية وتأثيرات ضارة. من أجل تقييم أفضل لتحمل عينات مختارة يحتمل أن تكون نشطة بيولوجيا ، يستخدم الجمبري الملحي (Artemia salina) بشكل عام كنموذج في دراسات الفتك. يعتمد اختبار A. salina على قدرة المركبات النشطة بيولوجيا المدروسة على قتل القشريات الدقيقة في مرحلة اليرقات (nauplii). تمثل هذه الطريقة نقطة انطلاق ملائمة لدراسات السمية الخلوية ، وكذلك لفحص السمية العامة للمنتجات الاصطناعية وشبه الاصطناعية والطبيعية. يمكن اعتباره مقايسة بسيطة وسريعة ومنخفضة التكلفة ، مقارنة بالعديد من المقايسات الأخرى (الخلايا المختبرية أو سلالات الخميرة ، الزرد ، القوارض) مناسبة بشكل عام للأغراض المذكورة أعلاه ؛ علاوة على ذلك ، يمكن إجراؤه بسهولة حتى بدون أي تدريب محدد. بشكل عام ، تمثل مقايسة A. salina أداة مفيدة لتقييم السمية الأولية للمركبات المختارة والتجزئة الموجهة بيولوجيا لمستخلصات المنتجات الطبيعية.
كانت المنتجات الطبيعية من النباتات أو الحيوانات أو الكائنات الحية الدقيقة مجال اهتمام متزايد على مر السنين في تطوير جزيئات نشطة بيولوجيا جديدة بسبب مجموعتها المتنوعة من الأنشطة البيولوجية والدوائية1. ومع ذلك ، فإن الآثار الجانبية المرتبطة ، أو مقاومة الأدوية ، أو عدم كفاية خصوصية العوامل ، خاصة عند استخدامها كأدوية مضادة للسرطان ، تمثل العوامل الرئيسية التي يمكن أن تؤدي إلى علاج غير فعال 1,2.
على مدى العقود القليلة الماضية ، تم اكتشاف العديد من العوامل السامة للخلايا المشتقة من النباتات ، بعضها يستخدم كعوامل مضادة للسرطان1،2،3. في هذا السياق ، تم الإبلاغ عن باكليتاكسيل كواحد من أشهر أدوية العلاج الكيميائي وأكثرها نشاطا من أصل طبيعي 3,4. حاليا ، تشير التقديرات إلى أن أكثر من 35 ٪ من جميع الأدوية في السوق مشتقة من أو مستوحاة من المنتجات الطبيعية5. تتطلب السمية العالية المحتملة لهذه المركبات النظر فيها خلال جميع مراحل الدراسة ، لأن الأنواع المختلفة من الملوثات أو حتى المكونات الأيضية للنبات نفسه يمكن أن تسبب تأثيرات سامة. لهذا السبب ، ينبغي إجراء الملامح الدوائية والسمية في المرحلة الأولية ، لتقييم النشاط البيولوجي وسلامة العلاجات النباتية المحتملة الجديدة. لتقييم سمية العينات النشطة بيولوجيا الجديدة ، يمكن اعتبار الحيوانات اللافقارية أفضل النماذج للدراسة. إنهم يطالبون بحد أدنى من المتطلبات الأخلاقية ويسمحون بإجراء فحوصات أولية في المختبر ، لإعطاء الأولوية للمنتجات الواعدة للجولة التالية من الاختبار في الفقاريات 1,6.
يعرف A. salina باسم الجمبري الملحي ، وهو عبارة عن لافقاريات صغيرة محبة للملح تنتمي إلى جنس Artemia (عائلة Artemiidae ، رتبة Anostraca ، subphylum Crustacea. الشكل 1). وفي النظم الإيكولوجية البحرية والمائية المالحة، يلعب الجمبري المالح دورا غذائيا هاما لأنه يتغذى على الطحالب الدقيقة وهو أحد مكونات العوالق الحيوانية المستخدمة لتغذية الأسماك. علاوة على ذلك ، تستخدم يرقاتها (المعروفة باسم nauplii) على نطاق واسع في تقييم السمية العامة خلال الدراسات الأولية1،3،7.
الأرتيميا spp. تستخدم على نطاق واسع في دراسات الفتك وهي أيضا نقطة انطلاق ملائمة لتقييم السمية ، من خلال تتبع سمية المركبات النشطة بيولوجيا المحتملة بناء على قدرتها على قتل nauplii المزروعة في المختبر 1,8. لهذا السبب ، اكتسب استخدام A. salina جاذبية في دراسات السمية العامة ، لأنها طريقة فعالة للغاية وسهلة الاستخدام ، مقارنة بالاختبارات الأخرى على النماذج الحيوانية9.
نظرا لتشريحها البسيط وحجمها الصغير ودورة حياتها القصيرة ، يمكن دراسة عدد كبير من اللافقاريات في تجربة واحدة. على هذا النحو ، فإنها تجمع بين قابلية الملاءمة الوراثية والتوافق منخفض التكلفة مع الفحوصات واسعة النطاق1. في هذا السياق ، يظهر استخدام الجمبري الملحي في مقايسة السمية العامة العديد من المزايا ، مثل النمو السريع (هناك حاجة إلى 28-72 ساعة من الفقس إلى النتائج الأولى) ، والفعالية من حيث التكلفة ، والعمر الافتراضي الطويل للبيض التجاري ، والتي يمكن استخدامها على مدار السنة 3,10. من ناحية أخرى ، نظرا لأن اللافقاريات لديها نظام عضوي بدائي وتفتقر إلى نظام المناعة التكيفي ، فإنها لا تمثل نموذجا مثاليا وموثوقا للخلايا البشرية1.
ومع ذلك ، فإنه يوفر طريقة تقييم أولية للسمية العامة للعينات المختارة. نظرا لأنه يستخدم على نطاق واسع كاختبار مميت ، فإنه يمكن أن يوفر مؤشرات مؤقتة حول التأثيرات السامة للعوامل المضادة للسرطان المحتملة. وغالبا ما يستخدم أيضا للحصول على تغذية مرتدة حول السمية العامة للمركبات التي تتمتع بأي أنشطة بيولوجية أخرى من الضروري إظهار أدنى معدل نفوق ممكن بين جمبري الأرتيميا .
في دراسة مستمرة من مجموعتنا ، أظهرت مقتطفات مختلفة من أنواع Plectranthus أنشطة مضادة للأكسدة ومضادة للميكروبات (نتائج غير منشورة). في موازاة ذلك ، تم الحصول على المركبات المعزولة عن طريق تنقية المستخلصات ثم تم تعديلها كيميائيا. ثم تم اختبار المستخلصات والمركبات النقية والمشتقات شبه الاصطناعية من حيث السمية العامة. في هذا السياق ، يهدف هذا العمل إلى إعطاء لمحة عامة عن استخدام المقايسة الحيوية الفتاكة الأرتيميا لتقييم السمية العامة والنشاط السام للخلايا المحتمل للمستخلصات النشطة بيولوجيا والمركبات المعزولة من نباتات مختلفة من جنس Plectranthus11.
الشكل 1: الأرتيميا المالحة تحت المجهر. nauplii حديث الفقس من A. salina كما يظهر تحت المجهر (التكبير 12x). الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
1. إعداد المعدات
2. تحضير محلول الملح الاصطناعي
3. إعداد العينة
4. المقايسة الحيوية الفتك الجمبري محلول ملحي
ملاحظة: تم تطوير هذا الفحص من أعمال العديد من المؤلفين مع التعديلات1،16،17،18،19.
الشكل 2: طريقة الفحص الحيوي للفتك بالأرتيميا سالينا. (أ) المعدات المتاحة تجاريا المستخدمة في تفريخ تكيسات الجمبري الملحي؛ (ب) معدات الهجرة المصنوعة يدويا؛ (ج) وعاء الفقس المملوء بمحلول ملحي؛ (د) جمع البيض غير المفقس و nauplii؛ (ه) معدات يدوية الصنع في الحاضنة أثناء خطوة الترحيل. يجب تغطية الحاوية البعيدة عن المصباح بورق الألمنيوم ؛ ومع ذلك ، للحصول على عرض أفضل للتثبيت المحدد هنا تمت إزالته ؛ (و) حصاد الأرتيميا في الآبار قبل إجراء الفحص. يجب وضع المركبات كما هو موضح: - يشير إلى التحكم السلبي (DMSO) ، + إلى التحكم الإيجابي (K 2 Cr2O7) ، الملح إلى محلول الملح الاصطناعي ، و 1 إلى 3 إلى العينات المراد اختبارها (في هذه الحالة المركبات 1-3) ؛ (ز) حضانة الصفيحة المكونة من 24 بئرا والتي تحتوي على الأرتيميا والعينات المختارة؛ (ح) عد الأرتيميا تحت المجهر ثنائي العين. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 3: تراكيب مركبات مختارة. هيكل المركبات 1-2 ، المستخرجة من أنواع Plectranthus ، والمركبات 3-5 ، التي تم الحصول عليها عن طريق شبه التوليف. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
تم تقييم السمية العامة لبعض المنتجات الطبيعية التي درستها مجموعتنا مؤخرا من خلال الفحص الحيوي لفتك الجمبري الملحي. أربعة مقتطفات (Pa- P. ambigerus; Pb- P. بارباتوس ؛ Pc- P. أسطواني. و Pe- P. ecklonii) من جنس Plectranthus ، المعروف بنشاطه المضاد للأكسدة (نتائج غير منشورة). بالإضافة إلى ذلك ، ت?...
خلال السنوات الأخيرة ، زاد المجتمع العلمي من اهتمامه بالنماذج البديلة لفحوصات السمية21. بجانب الفحص الحيوي لفتك A. salina ، عادة ما يتم إجراء منهجيات أخرى لتقييم تحمل العينات وتشمل المقايسات الحيوية للفقاريات (مثل القوارض) ، واللافقاريات (مثل الزرد) ، والطرق المختبرية ب?...
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح ، مالي أو غير ذلك.
في ذكرى البروفيسور أميلكار روبرتو.
تم دعم هذا العمل ماليا من قبل Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT ، البرتغال) في إطار المشروعين UIDB / 04567/2020 و UIDP / 04567/2020 المنسوبين إلى CBIOS ومنحة الدكتوراه SFRH / BD / 137671/2018 (Vera Isca).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
24-well plates | Thermo Fisher Scientific, Denmark | 174899 | Thermo Scientific Nunc Up Cell 24 multidish |
Aluminium foil | Albal | - | Can be purchased in supermarket |
Artemio Set | JBL GmbH and Co. KG, D-67141, Neuhofen Germany | 61066000 | Can be purchased in pet shops |
Binocular microscope | Ceti, Belgium | 1700.0000 | Flexum-24AED, 220-240 V, 50 Hz |
Bottles | - | - | 0.5 L Diameter: 5.8 cm; Height: 12 cm |
Brine shrimp cysts | JBL GmbH and Co. KG, D-67141, Neuhofen Germany | 3090700 | Can be purchased in pet shops |
Brine shrimp salt | JBL GmbH and Co. KG, D-67141, Neuhofen Germany | 3090600 | Can be purchased in pet shops |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | VWR chemicals | CAS: 67-68-5 | 99% purity |
Discartable tips | Diamond | F171500 | Volume range: 100 - 1000 µL |
Eppendorf microtubes | BRAND | 7,80,546 | Microtubes, PP, 2 mL, BIO-CERT PCR QUALITY |
Erlenmeyer flask | VWR chemicals | 4,47,109 | volume: 100 mL |
Glass beaker | Normax | 3.2111654N | Volume: 1000 mL |
Gloves | Guantes Luna | GLSP3 | - |
GraphPad Prism | GraphPad Software, San Diego, CA, USA | - | GraphPad Prism version 5.00 for Windows, www.graphpad.com, accessed on 5 February 2021; commercial statistical analysis software |
Home-made A. salina Grower | - | - | Home made: two plastic bottles connected by a hose |
Hot glue | Parkside | PHP500E3 | 230 V, 50 Hz, 25 W |
Incubator | Heidolph Instruments, Denmark | - | One Heidolph Unimax 1010 equipment and one Heidolph Inkubator 1006 |
Light | Roblan | SKYC3008FE14 | LED light bulb |
Micropipettes | VWR chemicals | 613-5265 | Volume range: 100 - 1000 µL |
Potassium dichromate (K2Cr2O7) | VWR chemicals | CAS: 7778-50-9 | 99% purity |
Pump ProAir a50 | JBL GmbH and Co. KG, D-67141, Neuhofen Germany | - | Included in the Artemio Set+1 kit |
Rubber tube | - | - | 1.3 cm outer and 0.9 cm inner diameter |
Stirring rod | VWR chemicals | 441-0147 | ![]() |
Termometer | VWR chemicals | 620-0821 | 0 - 100 °C |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved