A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
עבודה זו נועדה להעריך ולסקור את הליך הבדיקה הביולוגית של Artemia salina קטלניות, המזוהה גם כבדיקת קטלניות של שרימפס מלח. שיטה פשוטה וזולה זו נותנת מידע על הרעילות הכללית (הנחשבת להערכת רעילות ראשונית) של דגימות, כלומר, מוצרים טבעיים.
מוצרים טבעיים שימשו מאז ימי קדם לייצור תרופות. כיום, יש שפע של תרופות כימותרפיות המתקבלות ממקורות טבעיים ומשמשות נגד שפע של מחלות. למרבה הצער, רוב התרכובות הללו מציגות לעתים קרובות רעילות מערכתית ותופעות לוואי. על מנת להעריך טוב יותר את הסבילות של דגימות נבחרות שעשויות להיות פעילות ביולוגית, שרימפס תמלחת (Artemia salina) משמש בדרך כלל כמודל במחקרי קטלניות. מבחן A. salina מבוסס על היכולת של התרכובות הביו-אקטיביות שנחקרו להרוג את המיקרו-סרטנים בשלב הזחל שלהם (nauplii). שיטה זו מהווה נקודת התחלה נוחה למחקרי ציטוטוקסיות, כמו גם לבדיקת רעילות כללית של מוצרים סינתטיים, סמי-סינתטיים וטבעיים. זה יכול להיחשב בדיקה פשוטה, מהירה, ובעלות נמוכה, בהשוואה למבחנים רבים אחרים (תאי מבחנה או זני שמרים, דגי זברה, מכרסמים) המתאימים בדרך כלל למטרות הנ"ל; יתר על כן, זה יכול להתבצע בקלות גם ללא כל הכשרה ספציפית. באופן כללי, בדיקת A. salina מייצגת כלי שימושי להערכת רעילות ראשונית של תרכובות נבחרות ולפיצול מונחה ביולוגית של תמציות מוצרים טבעיים.
מוצרים טבעיים מצמחים, בעלי חיים או מיקרואורגניזמים היו תחום עניין הולך וגדל לאורך השנים בפיתוח מולקולות ביו-אקטיביות חדשות בגלל מגוון הפעילויות הביולוגיות והפרמקולוגיות שלהם1. עם זאת, תופעות הלוואי הקשורות, עמידות לתרופות או ספציפיות לא מספקת של הסוכנים, במיוחד כאשר הם משמשים כתרופות נגד סרטן, מייצגים את הגורמים העיקריים שיכולים להוביל לטיפול לא יעיל 1,2.
במהלך העשורים האחרונים התגלו מספר חומרים ציטוטוקסיים ממקור צמחי, חלקם משמשים כחומרים אנטי-סרטניים 1,2,3. בהקשר זה, פקליטקסל מדווחת כאחת התרופות הכימותרפיות הידועות והפעילות ביותר ממוצא טבעי 3,4. נכון לעכשיו, ההערכה היא כי יותר מ -35% מכלל התרופות בשוק נגזרות או שואבות השראה ממוצרים טבעיים5. הרעילות הגבוהה הפוטנציאלית של תרכובות אלה דורשת התחשבות במהלך כל שלבי המחקר, שכן סוגים שונים של מזהמים או אפילו רכיבים מטבוליים של הצמח עצמו יכולים לגרום להשפעות רעילות. מסיבה זו, פרופילים פרמקולוגיים וטוקסיקולוגיים צריכים להתבצע בשלב הראשוני, כדי להעריך את הפעילות הביולוגית והבטיחות של טיפולים פוטנציאליים חדשים מבוססי צמחים. כדי להעריך את הרעילות של דגימות ביו-אקטיביות חדשות, בעלי חיים חסרי חוליות יכולים להיחשב כמודלים הטובים ביותר לחקור. הם דורשים דרישות אתיות מינימליות ומאפשרים בדיקות מבחנה ראשוניות, כדי לתעדף את המוצרים המבטיחים ביותר לסבב הבדיקות הבא בבעלי חוליות 1,6.
A. salina, הידוע בכינויו שרימפס מלח, הוא חסר חוליות הלופילי קטן השייך לסוג ארטמיה (משפחה Artemiidae, סדר אנוסטרקה, תת-גוף סרטנאים; איור 1). במערכות אקולוגיות של מלחים ימיים ומימיים, חסילוני מלח ממלאים תפקיד תזונתי חשוב מכיוון שהם ניזונים ממיקרו-אצות והם מרכיבים של הזואופלנקטון המשמש להזנת דגים. יתר על כן, הזחלים שלהם (הידועים בשם nauplii) נמצאים בשימוש נרחב בהערכת רעילות כללית במהלך מחקרים ראשוניים 1,3,7.
Artemia spp. נמצאים בשימוש נרחב במחקרי קטלניות והם גם נקודת מוצא נוחה להערכות רעילות, על ידי מעקב אחר הרעילות של תרכובות בעלות פוטנציאל ביו-אקטיבי בהתבסס על יכולתן להרוג נאופליי שגדלו במעבדה 1,8. מסיבה זו, השימוש ב- A. salina צבר משיכה במחקרי רעילות כלליים, מכיוון שמדובר בשיטה יעילה מאוד וקלה לשימוש, בהשוואה לניסויים אחרים במודלים של בעלי חיים9.
הודות לאנטומיה הפשוטה שלהם, גודלם הזעיר ומחזור החיים הקצר שלהם, ניתן לחקור מספר עצום של חסרי חוליות בניסוי אחד. ככאלה, הם משלבים נוחות גנטית ותאימות בעלות נמוכה עם הקרנות בקנה מידה גדול1. בהקשר זה, השימוש בשרימפס תמלחת בבדיקת רעילות כללית מראה מספר יתרונות, כגון צמיחה מהירה (28-72 שעות נדרשות מהבקיעה ועד התוצאות הראשונות), עלות-תועלת וחיי מדף ארוכים של ביצים מסחריות, שניתן להשתמש בהן כל השנה 3,10. מאידך גיסא, מכיוון שלחסרי חוליות יש מערכת איברים פרימיטיבית ואין להם מערכת חיסון נרכשת, הם אינם מייצגים מודל מושלם ואמין לתאים אנושיים1.
עם זאת, הוא מספק שיטת הערכה ראשונית לרעילות הכללית של דגימות נבחרות. מאז זה נמצא בשימוש נרחב כמבחן קטלני, זה יכול לספק אינדיקציות זמניות על ההשפעות הרעילות של סוכנים אנטי סרטניים פוטנציאליים. זה משמש לעתים קרובות גם כדי לקבל משוב על הרעילות הכללית של תרכובות ניחן בכל פעילויות ביולוגיות אחרות שעבורן חיוני כדי להראות את שיעור התמותה הנמוך ביותר האפשרי בקרב שרימפס ארטמיה .
במחקר מתמשך מהקבוצה שלנו, תמציות שונות מזני Plectranthus הראו פעילות נוגדת חמצון ואנטי-בקטריאלית (תוצאות שלא פורסמו). במקביל, תרכובות מבודדות התקבלו על ידי טיהור של תמציות ולאחר מכן שונה כימית. התמציות, התרכובות הטהורות והנגזרות הסמי-סינתטיות נבדקו לאחר מכן במונחים של רעילות כללית. בהקשר זה, העבודה הנוכחית שואפת לתת סקירה כללית של השימוש ב- Artemia lethality bioassay להערכת רעילות כללית ופעילות ציטוטוקסית פוטנציאלית של תמציות ביו-אקטיביות ותרכובות מבודדות מצמחים שונים של הסוג Plectranthus11.
איור 1: ארטמיה סלינה מתחת למיקרוסקופ. נאופליי שזה עתה בקע של A. salina כפי שנראה מתחת למיקרוסקופ (הגדלה 12x). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
1. הכנת ציוד
2. הכנת תמיסת מלח מלאכותית
3. הכנת מדגם
4. ביו-אסאי קטלני של שרימפס מלח
הערה: בדיקה זו פותחה מעבודותיהם של מספר מחברים עם שינויים 1,16,17,18,19.
איור 2: שיטת הבדיקה הביולוגית של ארטמיה סלינה קטלנית. (א) ציוד זמין מסחרית המשמש לבקיעה של ציסטות שרימפס תמלחת; (ב) ציוד הגירה בעבודת יד; (ג) כלי בקיעה מלא בתמיסת מלח; (ד) אוסף של ביצים ונאופליי שלא נקטעו; (E) ציוד בעבודת יד באינקובטור במהלך שלב הנדידה. המיכל רחוק מן המנורה צריך להיות מכוסה רדיד אלומיניום; עם זאת, לתצוגה טובה יותר של התקנת הסט כאן הוא הוסר; (ו) קצירת ארטמיה בבארות לפני ביצוע הבדיקה. יש למקם את התרכובות כפי שמוצג: - מתייחס לבקרה השלילית (DMSO), + לבקרה החיובית (K 2Cr2O7), מלח לתמיסת המלח המלאכותית, ו -1 עד 3 לדגימות לבדיקה (במקרה זה תרכובות 1-3); (ז) דגירה של לוחית 24 בארות המכילה ארטמיה והדגימות שנבחרו; (H) ספירת ארטמיה תחת מיקרוסקופ המשקפת. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
איור 3: מבנים של תרכובות נבחרות. מבנה של תרכובות 1-2, מופק מינים Plectranthus ותרכובות 3-5, המתקבל על ידי חצי סינתזה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
הרעילות הכללית של כמה מוצרים טבעיים שנחקרו לאחרונה על ידי הקבוצה שלנו הוערכה באמצעות bioassay קטלניות שרימפס תמלחת. ארבע תמציות (Pa- P. ambigerus; Pb- P. barbatus; PC- P. cylindraceus; ו- Pe- P. ecklonii) מהסוג פלקטרנתוס , הידוע בפעילותו נוגדת החמצון (תוצאות שלא פורסמו), נבדקו. בנוסף, שתי תרכובות טבעיו...
במהלך השנים האחרונות, הקהילה המדעית הגבירה את תשומת הלב שלה למודלים חלופיים לבדיקות רעילות21. לצד A. salina lethality bioassay, מתודולוגיות אחרות מבוצעות בדרך כלל להערכת סבילות הדגימה וכוללות בדיקות ביולוגיות של בעלי חוליות (כגון מכרסמים), חסרי חוליות (כגון דגי זברה), שיטות במבחנה
המחברים מצהירים על היעדר ניגוד עניינים, כספי או אחר.
לזכרו של פרופסור אמילקר רוברטו.
עבודה זו נתמכה כספית על ידי Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, פורטוגל) תחת פרויקטים UIDB/04567/2020 ו- UIDP/04567/2020 המיוחסים ל- CBIOS ומענק דוקטורט SFRH / BD / 137671 / 2018 (ורה איסקה).
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