Name: zebrafish as a model to assess the teratogenic potential of nitrite
Uploaded: 2016-02-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 29 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Zebrafish as a Model to Assess the Teratogenic Potential of Nitrite at JoVE.com

VK was funded by grants from the IUP Department of Biology and School of Graduate Studies and Research (Graduate Student Professional Development). CQD and TWS were supported by the IUP School of Graduate Studies and Research (Faculty Publication Costs/Incidental Research Expenses). We also thank members of the Diep laboratory for maintaining the zebrafish facility.

Los procedimientos descritos en este protocolo fue aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional de la Universidad de Indiana de Pennsylvania. 1. Los embriones Cosecha <ol><li> Mantener el pez cebra a 28,5 ° C, pH 7, conductividad entre 500-1.500 mS, y un ciclo luz / oscuridad de 14 horas de luz y 10 horas de oscuridad 24. Utilizar cepas de tipo silvestre, como tu, AB o híbrido TU / AB. Las diferentes cepas pueden responder de manera diferente al tratamiento químico 25. </li><li> Configurar el pescado para el apareamiento la noche antes de la recolección de huevos mediante la adición de agua del sistema de peces en un tanque de apareamiento. Añada peces machos y hembras en el tanque y separar los dos peces con un divisor. Cada par de pescado producirá una gama de 50-300 huevos. Para asegurarse de que se produzca una suficientes huevos, configurar 30 pares de peces. Por lo general, alrededor del 50% de los pares de pescado a la edad de apareamiento primer (6-9 meses de edad) va a producir huevos, lo que resulta hasta 200 huevos por pares y un máximo de hasta 3, 000 huevos para este experimento. </li><li> A la mañana siguiente, después de la luz se enciende, retire el divisor para iniciar el apareamiento. Compruebe los tanques de apareamiento para los huevos cada 15 minutos. </li><li> Una vez que los peces ponen huevos, cosechar todos los embriones utilizando un colador de té y combinarlos en un gran contenedor con tampón E3 (NaCl 5 mM, KCl 0,17 mM, 0,33 mM CaCl2, 0,33 mM de MgSO4). A 1,5 HPF, retirar y desechar los huevos no fertilizados con una pipeta de plástico bajo un microscopio de disección. Huevos no fecundados son opacos mientras que los huevos fertilizados son transparentes 34. </li><li> Transferencia de 50 embriones en una placa de 100 x 15 mm de Petri de vidrio que contiene 50 ml de tampón de E3 para cada condición de tratamiento. Se necesita un total de 33 platos para 11 condiciones de tratamiento y 3 repeticiones. </li></ol> 2. El tratamiento de los embriones <ol><li> Realizar los tratamientos en 2 horas después de la fecundación (HPF) 35. Incubar los embriones / larvas a 28,5 ° C y examinar las larvas a 120 HPF. Realizar por lo least tres réplicas de cada condición de tratamiento para el análisis estadístico. </li><li> Para 3 placas de Petri (cada uno con 50 embriones) en 2 hpf, eliminar el tampón E3 con una pipeta de transferencia y añadir 50 ml de etanol 300 mM diluido en tampón de E3. Cubrir las placas de Petri con Parafilm para minimizar la evaporación de etanol. <ol><li> Continuar la exposición de los embriones al etanol durante 22 horas. A continuación, eliminar el etanol con una pipeta de transferencia. Añadir 50 ml de tampón E3 y agitar el plato varias veces para lavar el etanol. Eliminar este tampón E3 con una pipeta de transferencia y repetir la etapa de lavado 2 veces más. </li></ol></li><li> Por 3 placas de Petri (cada uno con 50 embriones) en 2 HPF, eliminar el tampón E3 con una pipeta de transferencia y añadir 50 ml de tampón nuevo E3. </li><li> Para 9 placas de Petri (cada uno con 50 embriones) en 2 hpf, eliminar el tampón E3 con una pipeta de transferencia y añadir 50 ml de nitrito de sodio 1,000 mg / L disuelto en tampón E3. Confirmar la concentración de la solución madre de nitrito de antemano utilizando unamodificación de la diazotación (método USEPA 354.1) 28 método espectrofotométrico. <ol><li> Continuará exponiendo 3 platos por 46 horas, 3 platos por 70 horas y 3 platos para 94 hr. Vuelva a colocar la solución de nitrito con una solución de nitrito de recién hecho todos los días. </li><li> Después de cada tiempo de exposición, retire el nitrito con una pipeta de transferencia. Añadir 50 ml de tampón E3 y agitar el plato varias veces para lavar el nitrito. Eliminar este tampón E3 con una pipeta de transferencia y repetir la etapa de lavado 2 veces más. </li></ol></li><li> Para 3 placas de Petri (cada uno con 50 embriones) en 2 hpf, eliminar el tampón E3 con una pipeta de transferencia y añadir 50 ml de nitrito de sodio 200 mg / L. Repetir esto con 400, 600, 800, y 1000 mg / L de nitrito de sodio. <ol><li> Continuar la exposición de los embriones a nitrito por 70 horas. Vuelva a colocar la solución de nitrito con una solución de nitrito de recién hecho todos los días. </li><li> Después del tiempo de exposición, retire el nitrito con una pipeta de transferencia. Añadir 50 ml de tampón E3 y agitar el plato variasveces para lavar el nitrito. Eliminar este tampón E3 con una pipeta de transferencia y repetir la etapa de lavado 2 veces más. </li></ol></li><li> Para 3 placas de Petri (cada uno con 50 embriones) en 2 hpf, eliminar el tampón E3 con una pipeta de transferencia y añadir 50 ml de nitrato de sodio 1,000 mg / L disuelto en tampón E3. Confirmar la concentración de la solución madre de nitrato de antemano utilizando una modificación de la reducción de cadmio (USEPA Método 353.3) método espectrofotométrico 28. <ol><li> Continuar la exposición de los embriones de nitrato de 70 hr. Vuelva a colocar la solución de nitrato de solución de nitrato de recién hecho todos los días. </li><li> Después del tiempo de exposición, retire el nitrato con una pipeta de transferencia. Añadir 50 ml de tampón E3 y agitar el plato varias veces para lavar el nitrato. Eliminar este tampón E3 con una pipeta de transferencia y repetir la etapa de lavado 2 veces más. </li></ol></li><li> Durante cada día de la exposición, contar el número de embriones / larvas muertas usando un microscopio estereoscópico. Los signos de la muerteincluir la falta de ritmo cardíaco y la circulación de la sangre, o la falta de motilidad después de 1 minuto de observación. Retire embriones / larvas muertas con una pipeta de transferencia para reducir la contaminación del tampón E3. </li><li> Cuando terminan los experimentos a 120 HPF, la eutanasia a las larvas. <ol><li> Eliminar el tampón E3 con una pipeta de transferencia. A continuación, añadir 50 ml de 0,2% de MS-222 (tamponada a pH 7) y esperar 10 minutos. </li><li> Retire el MS-222 con una pipeta de transferencia. Añadir 50 ml de tampón E3 y agitar para lavar el MS-222. </li><li> Eliminar el tampón de E3 con una pipeta de transferencia y añadir 20 ml de 4% de paraformaldehído (PFA) para fijar las larvas. Hacer remolinos en el plato varias veces. Usar una pipeta de transferencia para transferir las larvas en un vial de vidrio a lo largo con suficiente PFA para llenar el vial. Almacenar los viales en el refrigerador durante la noche (O / N). </li></ol></li><li> Tome fotos de larvas fija utilizando un estereoscopio con una cámara digital. Utilice un aumento de 30x, ISO 200, y 200 ms tiempo de exposición. Orientar las larvas de manera que el anterior a la left y el dorsal es a la parte superior del campo. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

El método aquí descrito demuestra la utilidad de pez cebra para evaluar el potencial teratogénico de nitrito y nitrato. En comparación con otros vertebrados, el pez cebra tiene ventajas que incluyen alta fecundidad, la fertilización externa, transparencia óptica, y un rápido desarrollo. Mutantes disponibles que carecen de pigmentación (por ejemplo, el pez cebra Casper 36) también ayudan a mejorar la visibilidad de los órganos internos. También es fácil de generar pez cebra transgénico con genes i...

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 &quot;estándar de oro&quot; 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.

<table><tbody><tr><td>DREL/2010 instrument</td><td>Hach</td><td>26700-03</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E7023</td><td></td></tr><tr><td>KIMAX glass Petri Dish</td><td>VWR</td><td>89001-244</td><td></td></tr><tr><td>MS-222</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521</td><td></td></tr><tr><td>NitraVer 5 Nitrate Reagent</td><td>Hach</td><td>14034-46</td><td></td></tr><tr><td>NitriVer 3 Nitrite Reagent</td><td>Hach</td><td>14065-99</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Fisher Scientific</td><td>3-374-10</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>158127</td><td></td></tr><tr><td>S6E stereomicroscope</td><td>Leica</td><td>10446294</td><td></td></tr><tr><td>Sodium nitrate</td><td>Fisher Scientific</td><td>S343</td><td></td></tr><tr><td>Sodium nitrite</td><td>Fisher Scientific</td><td>S347</td><td></td></tr><tr><td>Transfer pipets</td><td>Laboratory Products Sales</td><td>L320072</td><td></td></tr><tr><td>Glass vials</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-338B</td><td></td></tr></tbody></table>

zebrafish as a model to assess the teratogenic potential of nitrite

Los altos niveles de nitrato en el medio ambiente pueden causar defectos congénitos o abortos involuntarios en los seres humanos. Presumiblemente, esto es debido a la conversión de nitrato a nitrito por las bacterias intestinales y salivales. Sin embargo, en otros estudios de mamíferos, los altos niveles de nitrito no causan defectos de nacimiento, aunque pueden conducir a resultados reproductivos pobres. Por lo tanto, el potencial teratogénico de nitrito no está claro. Sería útil disponer de un sistema modelo de vertebrados para evaluar fácilmente efectos teratogénicos de nitrito o cualquier otro producto químico de interés. Aquí, se demuestra la utilidad de pez cebra (Danio rerio) para detectar compuestos de toxicidad y defectos embrionarios. embriones de pez cebra son fertilizados externamente y tienen un desarrollo rápido, por lo que un buen modelo para los estudios teratogénicos. Se demuestra que el aumento del tiempo de exposición a nitrito afecta negativamente a la supervivencia. El aumento de la concentración de nitrito también afecta negativamente a la supervivencia, mientras que el nitrato no lo hace. Para tha embrionest sobrevivir a la exposición nitrito, varios defectos pueden ocurrir, incluyendo pericárdico y la yema de un edema salida, nadar noninflation vejiga, y la malformación craneofacial. Nuestros resultados indican que el pez cebra es un sistema conveniente para estudiar el potencial teratogénico de nitrito. Este enfoque puede ser fácilmente adaptado para probar otros productos químicos por sus efectos sobre el desarrollo de vertebrados temprano.

La exposición a etanol 300 mM durante 22 h no tenía ningún efecto sobre la supervivencia (datos no mostrados), consistente con informes anteriores 5,23,26. Esto se esperaba, ya que el etanol es un teratógeno conocido y sirvió como un control positivo. Fenotipos observados se incluyen edema pericárdico, noninflation vejiga natatoria (Figura 1), defectos craneofaciales, y retraso en el desarrollo (datos no mostrados). <p class="jove_content" fo:keep-to...

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Zebrafish as a Model to Assess the Teratogenic Potential of Nitrite

La exposición a teratógenos puede causar defectos de nacimiento. El pez cebra son útiles para determinar el potencial teratogénico de productos químicos. Se demuestra la utilidad de pez cebra mediante la exposición de los embriones a diferentes niveles de nitrito y también en diferentes momentos de exposición. Se demuestra que el nitrito puede ser tóxico y causar graves defectos de desarrollo.

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

High nitrate levels in the environment may&#160;result in congenital defects or miscarriages in humans. Presumably, this is due to the conversion of ...

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Adverse Drug Effects and Chemical Toxicity

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9.4K vistas.  Indiana University of Pennsylvania.  La exposición a teratógenos puede causar defectos de nacimiento. El pez cebra son útiles para determinar el potencial teratogénico de productos químicos. Se demuestra la utilidad de pez cebra mediante la exposición de los embriones a diferentes niveles de nitrito y también en diferentes momentos de exposición. Se demuestra que el nitrito puede ser tóxico y causar graves defectos de desarrollo. 

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Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

Evaluación de los cambios teratogénicos en un modelo de pez cebra de la exposición fetal al alcohol

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

Investigación

Medicina

Studying Neurobehavioral Effects of Environmental Pollutants on Zebrafish Larvae

Recent years more and more environmental pollutants have been proved neurotoxic, especially at the early development stages of organisms. Zebrafish larvae are a preeminent model for the neurobehavioral study of environmental pollutants. Here, a detailed experimental protocol is provided for the evaluation of the neurotoxicity of environmental pollutants using zebrafish larvae, including the collection of the embryos, the exposure process, neurobehavioral indicators, the test process, and data analysis. Also, the culture environment, exposure process, and experimental conditions are discussed to ensure the success of the assay. The protocol has been used in the development of psychopathic drugs, research on environmental neurotoxic pollutants, and can be optimized to make corresponding studies or be helpful for mechanistic studies. The protocol demonstrates a clear operation process for studying neurobehavioral effects on zebrafish larvae and can reveal the effects of various neurotoxic substances or pollutants.

A detailed experimental protocol is presented in this paper for the evaluation of neurobehavioral toxicity of environmental pollutants using a zebrafish larvae model, including the exposure process and tests for neurobehavioral indicators.

Estudio de los efectos neuroconductuales de los contaminantes ambientales en las larvas de peces cebra

Recent years more and more environmental pollutants have been proved neurotoxic, especially at the early development stages of organisms. Zebrafish larvae ...

Medio ambiente

Zebrafish Larvae as a Model to Evaluate Potential Radiosensitizers or Protectors

Zebrafish are extensively used in several kinds of research because they are one of the easily maintained vertebrate models and exhibit several features of a unique and convenient model system. As highly proliferative cells are more susceptible to radiation-induced DNA damage, zebrafish embryos are a front-line in vivo model in radiation research. In addition, this model projects the effect of radiation and different drugs within a short time, along with major biological events and associated responses. Several cancer studies have used zebrafish, and this protocol is based on the use of radiation modifiers in the context of radiotherapy and cancer. This method can be readily used to validate the effects of different drugs on irradiated and control (non-irradiated) embryos, thus identifying drugs as radio sensitizing or protective drugs. Although this methodology is used in most drug screening experiments, the details of the experiment and the toxicity assessment with the background of X-ray radiation exposure are limited or only briefly addressed, making it difficult to perform. This protocol addresses this issue and discusses the procedure and toxicity evaluation with a detailed illustration. The procedure describes a simple approach for using zebrafish embryos for radiation studies and radiation-based drug screening with much reliability and reproducibility.

The zebrafish has recently been exploited as a model to validate potential radiation modifiers. The present protocol describes the detailed steps to use zebrafish embryos for radiation-based screening experiments and some observational approaches to evaluate the effect of different treatments and radiation.

Larvas de pez cebra como modelo para evaluar posibles radiosensibilizadores o protectores

Zebrafish are extensively used in several kinds of research because they are one of the easily maintained vertebrate models and exhibit several features ...

Investigación sobre el cáncer

Rapid Evaluation of Toxicity of Chemical Compounds Using Zebrafish Embryos

The zebrafish is a widely used vertebrate model organism for the disease and phenotype-based drug discovery. The zebrafish generates many offspring, has transparent embryos and rapid external development. Zebrafish embryos can, therefore, also be used for the rapid evaluation of toxicity of the drugs that are precious and available in small quantities. In the present article, a method for the efficient screening of the toxicity of chemical compounds using 1-5-day post fertilization embryos is described. The embryos are monitored by stereomicroscope to investigate the phenotypic defects caused by the exposure to different concentrations of compounds. Half-maximal lethal concentrations (LC50) of the compounds are also determined. The present study required 3-6 mg of an inhibitor compound, and the whole experiment takes about 8-10 h to be completed by an individual in a laboratory having basic facilities. The current protocol is suitable for testing any compound to identify intolerable toxic or off-target effects of the compound in the early phase of drug discovery and to detect subtle toxic effects that may be missed in the cell culture or other animal models. The method reduces procedural delays and costs of drug development.

Zebrafish embryos are used for evaluating the toxicity of chemical compounds. They develop externally and are sensitive to chemicals, allowing detection of subtle phenotypic changes. The experiment only requires a small amount of compound, which is directly added to the plate containing embryos, making the testing system efficient and cost-effective.

Evaluación rápida de la toxicidad de compuestos químicos mediante embriones de pez cebra

The zebrafish is a widely used vertebrate model organism for the disease and phenotype-based drug discovery. The zebrafish generates many offspring, has ...

A Manual Small Molecule Screen Approaching High-throughput Using Zebrafish Embryos

Zebrafish have become a widely used model organism to investigate the mechanisms that underlie developmental biology and to study human disease pathology due to their considerable degree of genetic conservation with humans. Chemical genetics entails testing the effect that small molecules have on a biological process and is becoming a popular translational research method to identify therapeutic compounds. Zebrafish are specifically appealing to use for chemical genetics because of their ability to produce large clutches of transparent embryos, which are externally fertilized. Furthermore, zebrafish embryos can be easily drug treated by the simple addition of a compound to the embryo media. Using whole-mount in situ hybridization (WISH), mRNA expression can be clearly visualized within zebrafish embryos. Together, using chemical genetics and WISH, the zebrafish becomes a potent whole organism context in which to determine the cellular and physiological effects of small molecules. Innovative advances have been made in technologies that utilize machine-based screening procedures, however for many labs such options are not accessible or remain cost-prohibitive. The protocol described here explains how to execute a manual high-throughput chemical genetic screen that requires basic resources and can be accomplished by a single individual or small team in an efficient period of time. Thus, this protocol provides a feasible strategy that can be implemented by research groups to perform chemical genetics in zebrafish, which can be useful for gaining fundamental insights into developmental processes, disease mechanisms, and to identify novel compounds and signaling pathways that have medically relevant applications.

The zebrafish is an excellent experimental organism to study vertebrate developmental processes and model human disease. Here, we describe a protocol on how to perform a manual high-throughput chemical screen in zebrafish embryos with a whole-mount in situ hybridization (WISH) read-out.

Un manual de la pantalla pequeña molécula Acercarse De Alto Rendimiento Utilizando embriones de pez cebra

Zebrafish have become a widely used model organism to investigate the mechanisms that underlie developmental biology and to study human disease pathology ...

Biología

Acute Kidney Injury Model Induced by Cisplatin in Adult Zebrafish

Cisplatin is commonly used as chemotherapy. Although it has positive effects in cancer-treated individuals, cisplatin can easily accumulate in the kidney due to its low molecular weight. Such accumulation causes the death of tubular cells and can induce the development of Acute Kidney Injury (AKI), which is characterized by a quick decrease in kidney function, tissue damage, and immune cells infiltration. If administered in specific doses cisplatin can be a useful tool as an AKI inducer in animal models. The zebrafish has appeared as an interesting model to study renal function, kidney regeneration, and injury, as renal structures conserve functional similarities with mammals. Adult zebrafish injected with cisplatin shows decreased survival, kidney cell death, and increased inflammation markers after 24 h post-injection (hpi). In this model, immune cells infiltration and cell death can be assessed by flow cytometry and TUNEL assay. This protocol describes the procedures to induce AKI in adult zebrafish by intraperitoneal cisplatin injection and subsequently demonstrates how to collect the renal tissue for flow cytometry processing and cell death TUNEL assay. These techniques will be useful to understand the effects of cisplatin as a nephrotoxic agent and will contribute to the expansion of AKI models in adult zebrafish. This model can also be used to study kidney regeneration, in the search for compounds that treat or prevent kidney damage and to study inflammation in AKI. Moreover, the methods used in this protocol will improve the characterization of tissue damage and inflammation, which are therapeutic targets in kidney-associated comorbidities.

This protocol describes the procedures to induce Acute Kidney Injury (AKI) in adult zebrafish using cisplatin as a nephrotoxic agent. We detailed the steps to evaluate the reproducibility of the technique and two techniques to analyze inflammation and cell death in the renal tissue, flow cytometry and TUNEL, respectively.

Modelo de lesión renal aguda inducida por cisplatino en pez cebra adulto

Cisplatin is commonly used as chemotherapy. Although it has positive effects in cancer-treated individuals, cisplatin can easily accumulate in the kidney ...

Nephrotoxin Microinjection in Zebrafish to Model Acute Kidney Injury

The kidneys are susceptible to harm from exposure to chemicals they filter from the bloodstream. This can lead to organ injury associated with a rapid decline in renal function and development of the clinical syndrome known as acute kidney injury (AKI). Pharmacological agents used to treat medical circumstances ranging from bacterial infection to cancer, when administered individually or in combination with other drugs, can initiate AKI. Zebrafish are a useful animal model to study the chemical effects on renal function in vivo, as they form an embryonic kidney comprised of nephron functional units that are conserved with higher vertebrates, including humans. Further, zebrafish can be utilized to perform genetic and chemical screens, which provide opportunities to elucidate the cellular and molecular facets of AKI and develop therapeutic strategies such as the identification of nephroprotective molecules. Here, we demonstrate how microinjection into the zebrafish embryo can be utilized as a paradigm for nephrotoxin studies.

Renal injuries incurred from nephrotoxins, which include drugs ranging from antibiotics to chemotherapeutics, can result in complex disorders whose pathogenesis remains incompletely understood. This protocol demonstrates how zebrafish can be used for disease modeling of these conditions, which can be applied to the identification of renoprotective measures.

Nefrotoxina Microinyección en pez cebra para modelar la lesión renal aguda

The kidneys are susceptible to harm from exposure to chemicals they filter from the bloodstream. This can lead to organ injury associated with a rapid ...

Batería de pruebas de comportamiento para evaluar los efectos neurotóxicos en el pez cebra adulto

Neurotoxicity Assessment in Adult Danio rerio using a Battery of Behavioral Tests in a Single Tank

The presence of neuropathological effects proved to be, for many years, the main endpoint for assessing the neurotoxicity of a chemical substance. However, in the last 50 years, the effects of chemicals on the behavior of model species have been actively investigated. Progressively, behavioral endpoints were incorporated into neurotoxicological screening protocols, and these functional outcomes are now routinely used to identify and determine the potential neurotoxicity of chemicals. Behavioral assays in adult zebrafish provide a standardized and reliable means to study a wide range of behaviors, including anxiety, social interaction, learning, memory, and addiction. Behavioral assays in adult zebrafish typically involve placing the fish in an experimental arena and recording and analyzing their behavior using video tracking software. Fish can be exposed to various stimuli, and their behavior can be quantified using a variety of metrics. The novel tank test is one of the most accepted and widely used tests to study anxiety-like behavior in fish. The shoaling and social preference tests are useful in studying the social behavior of zebrafish. This assay is particularly interesting since the behavior of the entire shoal is studied. These assays have proven to be highly reproducible and sensitive to pharmacological and genetic manipulations, making them valuable tools for studying the neural circuits and molecular mechanisms underlying behavior. Additionally, these assays can be used in drug screening to identify compounds that may be potential modulators of behavior.
We will show in this work how to apply behavioral tools in fish neurotoxicology, analyzing the effect of methamphetamine, a recreational drug, and glyphosate, an environmental pollutant. The results demonstrate the significant contribution of behavioral assays in adult zebrafish to the understanding of the neurotoxicological effects of environmental pollutants and drugs, in addition to providing insights into the molecular mechanisms that may alter neuronal function.

Autor destacado: Evaluación de los cambios de comportamiento ambientales e inducidos por drogas en el pez cebra adulto 

Here, we present a comprehensive behavioral test battery, including the novel tank, Shoaling, and social preference tests, to effectively determine the potential neurotoxic effects of chemicals (e.g., methamphetamine and glyphosate) on adult zebrafish using a single tank. This method is relevant to neurotoxicity and environmental research.

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

Resumen

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Evaluación de los cambios teratogénicos en un modelo de pez cebra de la exposición fetal al alcohol

Estudio de los efectos neuroconductuales de los contaminantes ambientales en las larvas de peces cebra

Larvas de pez cebra como modelo para evaluar posibles radiosensibilizadores o protectores

Evaluación rápida de la toxicidad de compuestos químicos mediante embriones de pez cebra

Un manual de la pantalla pequeña molécula Acercarse De Alto Rendimiento Utilizando embriones de pez cebra

Modelo de lesión renal aguda inducida por cisplatino en pez cebra adulto

Nefrotoxina Microinyección en pez cebra para modelar la lesión renal aguda

Evaluación de la Neurotoxicidad en Danio rerio Adulto mediante una Batería de Pruebas de Comportamiento en un Tanque Único

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Evaluación de la Neurotoxicidad en Danio rerio Adulto mediante una Batería de Pruebas de Comportamiento en un Tanque Único