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.

Os procedimentos descritos neste protocolo foi aprovado pelo Comitê de Cuidado e Uso Institucional Animal da Universidade Indiana em Pensilvânia. 1. Os embriões de colheita <ol><li> Manter peixe-zebra a 28,5 ° C, pH 7, condutividade entre 500-1,500 uS, e um ciclo de luz / escuridão de 14 horas de luz e 10 horas escuro 24. Use estirpes do tipo selvagem, como a Turquia, AB ou TU / AB híbrido. Diferentes estirpes podem responder de forma diferente ao tratamento químico 25. </li><li> Configure o peixe para o acasalamento na noite anterior ovos de colheita por adição de água sistema de peixe em um tanque de acasalamento. Adicione uma peixes machos e fêmeas no tanque e separar os dois peixes com um divisor. Cada par peixe vai produzir uma gama de 50-300 ovos. Para garantir que os ovos suficientes será produzido, criou 30 pares de peixes. Normalmente, cerca de 50% de pares de peixes em idade de acasalamento prime (6-9 meses de idade) vai produzir ovos, resultando até 200 ovos por par e um máximo de até 3, 000 ovos para esta experiência. </li><li> Na manhã seguinte, após a luz acende, remova o divisor para iniciar o acasalamento. Verifique os tanques de acasalamento para os ovos a cada 15 minutos. </li><li> Uma vez que os peixes põem ovos, colher todos os embriões utilizando um coador de chá e combiná-los em um recipiente grande com tampão E3 (NaCl 5 mM, KCl 0,17 mM, CaCl 0,33 2, 0,33 mM MgSO 4). Em 1,5 hpf, remover e descartar ovos não fertilizados com uma pipeta de transferência de plástico sob um microscópio de dissecação. Ovos não fertilizados são opacas, enquanto ovos fertilizados são transparentes 34. </li><li> Transferir 50 embriões numa placa de Petri de 100 x 15 mm de vidro contendo 50 ml de tampão de E3 para cada condição de tratamento. Um total de 33 pratos são necessários 11 para as condições de tratamento e 3 repetições. </li></ol> 2. Os embriões Tratar <ol><li> Realizar tratamentos em 2 horas pós-fertilização (hpf) 35. Incubar os embriões / larvas a 28,5 ° C e examinar as larvas em 120 hpf. Realizar pelo least três repetições de cada condição de tratamento para análise estatística. </li><li> Para 3 placas de Petri (cada um contendo 50 embriões) em 2 HPF, remover o tampão de E3 com uma pipeta de transferência e adicionar 50 ml de etanol a 300 mM em tampão diluída E3. Cobrir as placas de Petri com Parafilm para minimizar a evaporação do etanol. <ol><li> Continue expondo os embriões em etanol durante 22 h. Em seguida, remover o etanol com uma pipeta de transferência. Adicionar 50 ml de tampão E3 e agite o prato várias vezes para lavar o etanol. Remover este buffer E3 com uma pipeta de transferência e repita o passo de lavagem mais 2 vezes. </li></ol></li><li> Para 3 placas de Petri (cada um contendo 50 embriões) em 2 HPF, remover o tampão de E3 com uma pipeta de transferência e adicionar 50 ml de tampão de novo E3. </li><li> Para placas de Petri de 9 (cada um contendo 50 embriões) em 2 HPF, remover o tampão de E3 com uma pipeta de transferência e adicionar 50 ml de 1,000 mg / L de nitrito de sódio dissolvido em tampão de E3. Confirmar a concentração da solução de nitrito de antemão usando ummodificação da diazotação (USEPA Método 354.1) método espectrofotométrico 28. <ol><li> Continue expondo 3 pratos para 46 hr, 3 pratos para 70 horas e 3 pratos para 94 horas. Substitua a solução de nitrito com uma solução de nitrito acabado de fazer diariamente. </li><li> Depois de cada tempo de exposição, remover o nitrito com uma pipeta de transferência. Adicionar 50 ml de tampão E3 e agite o prato várias vezes para lavar o nitrito. Remover este buffer E3 com uma pipeta de transferência e repita o passo de lavagem mais 2 vezes. </li></ol></li><li> Para 3 placas de Petri (cada um contendo 50 embriões) em 2 HPF, remover o tampão de E3 com uma pipeta de transferência e adicionar 50 ml de 200 mg / L de nitrito de sódio. Repetir este com 400, 600, 800, e 1000 mg / L de nitrito de sódio. <ol><li> Continue expondo os embriões de nitrito por 70 h. Substitua a solução de nitrito com uma solução de nitrito acabado de fazer diariamente. </li><li> Após o tempo de exposição, remover o nitrito com uma pipeta de transferência. Adicionar 50 ml de tampão E3 e agite o prato váriasvezes para lavar o nitrito. Remover este buffer E3 com uma pipeta de transferência e repita o passo de lavagem mais 2 vezes. </li></ol></li><li> Para 3 placas de Petri (cada um contendo 50 embriões) em 2 HPF, remover o tampão de E3 com uma pipeta de transferência e adicionar 50 ml de 1,000 mg / L de nitrato de sódio dissolvido em tampão de E3. Confirmar a concentração da solução de nitrato de estoque de antemão, utilizando uma modificação da redução de cádmio (Método USEPA 353.3) 28 método espectrofotométrico. <ol><li> Continue expondo os embriões em nitrato por 70 hr. Substitua a solução de nitrato com solução de nitrato acabado de fazer diariamente. </li><li> Após o tempo de exposição, remover o nitrato com uma pipeta de transferência. Adicionar 50 ml de tampão E3 e agite o prato várias vezes para lavar o nitrato. Remover este buffer E3 com uma pipeta de transferência e repita o passo de lavagem mais 2 vezes. </li></ol></li><li> Durante cada dia da exposição, contar o número de mortos embrião / larvas usando um microscópio estereoscópico. Sinais de morteincluem a falta de batimentos cardíacos e a circulação sanguínea, ou falta de motilidade após 1 min de observação. Remover mortos embriões / larvas com uma pipeta de transferência para reduzir a contaminação do tampão E3. </li><li> Quando experimentos acabar a 120 hpf, sacrificar as larvas. <ol><li> Remover o tampão de E3 com uma pipeta de transferência. Em seguida, adicione 50 ml de 0,2% MS-222 (tamponada a pH 7) e esperar por 10 min. </li><li> Remover o MS-222 com uma pipeta de transferência. Adicionar 50 ml de tampão E3 e agite para lavar a MS-222. </li><li> Remover o tampão de E3 com uma pipeta de transferência e adicionar 20 ml de 4% de paraformaldeído (PFA) para fixar as larvas. Agitar o prato várias vezes. Usar uma pipeta de transferência para transferir as larvas para um frasco de vidro, juntamente com PFA suficiente para encher o frasco. Armazenar os tubos no frigorífico durante a noite (O / N). </li></ol></li><li> Tirar fotos de larvas fixo usando um estereoscópio com uma câmera digital. Use 30X ampliação, ISO 200, e 200 tempo de exposição ms. Orientar as larvas de modo que a anterior à lepé e dorsal é para o início do campo. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

O método descrito aqui demonstra a utilidade do peixe-zebra na avaliação do potencial teratogênico de nitrito e nitrato. Em comparação com outros vertebrados, zebrafish têm vantagens que incluem alta fecundidade, fecundação externa, transparência óptica e rápido desenvolvimento. Os mutantes que carecem de pigmentação disponíveis (tais como o peixe-zebra) Casper 36 também ajudam a aumentar a visibilidade dos órgãos internos. Também é fácil de gerar peixes-zebra transgénicos com genes rep?...

Teratogénese é um processo que interrompe o desenvolvimento normal de um embrião ou feto por determinação de alterações funcionais e estruturais permanentes, retardamento do crescimento, ou aborto em casos graves 1. Ela pode ser causada por certos agentes naturais (teratógenos), os quais interferem com o desenvolvimento embrionário de várias maneiras 2. Durante o desenvolvimento fetal humano, teratogens comum, tais como a radiação, agentes infecciosos, metais tóxicos e químicos orgânicos foram relatados para causar defeitos de dobras epicanthic (a dobra de pele na pálpebra superior) e clinodactilia (dedo curvo ou pés) através de erros morfogenéticos 1. Compreender o mecanismo molecular de teratogenesis é o primeiro passo para o desenvolvimento de tratamento e prevenção. Vários modelos de vertebrados, tais como o sapo com garras Africano (Xenopus laevis) e peixe-zebra (Danio rerio) têm sido utilizados para determinar as vias moleculares afectadas por TeratOgens. Estudos anteriores têm usado peixe-zebra como um modelo para a epidemiologia, toxicologia e teratogenesis 3-7. Scholz et ai. considerada peixe-zebra como um &quot;padrão ouro&quot; para a avaliação da toxicidade ambiental. Isto é devido, em parte, para a transparência do embrião do peixe-zebra, o que permite aos investigadores visualizar o defeito de desenvolvimento, uma vez que ocorre 8. Aproximadamente 70% dos genes humanos ortólogos tem no peixe-zebra, fazendo com que um modelo de peixe-zebra vertebrado desejável para o estudo de defeitos humanos 9. Alguns estudos epidemiológicos têm sugerido que o nitrato e nitrito, comumente presente em alimentos agrícolas e água, estão associados a defeitos de nascimento ou abortos espontâneos 10,11, enquanto outros estudos não suportam essa associação 12. Nitrato (NO3 -) e nitrito (NO 2 -) estão naturalmente presentes no solo e na água. Eles são uma fonte de nitrogênio para as plantas e são uma parte do nciclo itrogen 13. Alimentos como feijão verde, cenoura, abóbora, espinafre e beterraba de fazendas que usam fertilizantes ricos em nitrato de ter aumentado significativamente os níveis de nitrato e nitrito 7. Leite de vacas alimentadas com alimentos à base de nitrato altos e peixes em água de alta nitrato (principalmente de escoamento do solo 30) pode levar a seres humanos que consomem grandes quantidades de nitrato e nitrito 14. Nitratos e nitritos são também vulgarmente utilizados na conservação de alimentos, o que aumenta dramaticamente a quantidade ingerida pelo ser humano 12. Níveis óptimos de nitrato e nitrito desempenham papéis fundamentais em processos fisiológicos como a homeostase vascular e função, neurotransmissão e mecanismos de defesa do hospedeiro imunológicos 13-15. No entanto, a exposição a altos níveis de nitrato e nitrito pode levar a efeitos adversos, especialmente em lactentes e crianças de 16. nitrato ingerido é ainda convertido em nitrito na cavidade oral e pela microflora no the trato gastrointestinal pela microflora intestinal 17. Nitrato coloca crianças em um alto risco para a síndrome do bebê azul por oxidação da hemoglobina em metemoglobina, prejudicando a hemoglobina a partir do seu transporte de oxigénio capacidade 18. Isto resulta em que a cor azul da pele que se estende para os tecidos periféricos, em casos mais graves. Oxigenação inibido de tecidos resulta em outros sintomas, mais severamente levando a coma e morte 19,20. Sintomas semelhantes são observados em bebés e adultos em concentrações mais altas de nitrato de 21. Níveis elevados de metemoglobina em adultos devido a resultados de intoxicação de nitrito em cianose, dor de cabeça, distúrbios respiratórios 31, e morte se não for tratada devido a complicações relacionadas com a hipóxia tecidual vital 32,33. Nitrato de ingerido em níveis mais elevados também pode resultar em várias complicações de saúde. diabetes infância, diarreia recorrente e infecções recorrentes do trato respiratórioem crianças têm sido relacionados com alta nitrato 11,17,22 ingestão. A exposição crônica a um elevado nível de nitrato está associado com a micção e hemorragia do baço. Exposição aguda a doses elevadas de nitratos pode levar a um largo espectro de condições médicas tais como dor abdominal, fraqueza muscular, sangue nas fezes e urina, desmaios, e da morte 11. A exposição pré-natal ao nitrato em níveis elevados tem sido associada a defeitos do tubo neural e músculo-esquelético 11. Um relatório recente mostrou que o tratamento de embriões de peixe-zebra com nitrito levou a gema edema sac, malformações craniofaciais e axiais, e nadar bexiga noninflation 5. No presente estudo, nós demonstramos um método para o tratamento de embriões de peixes-zebra com nitrato e nitrito para determinar o seu potencial teratogénico. Os embriões foram expostos a nitrito em diferentes concentrações e em diferentes períodos de tempo. O etanol foi utilizado como um controlo positivo, uma vez que é um agente teratogénico estabelecido em 23. Our método mostraram que ambas as concentrações elevadas e longos tempos de exposição a nitrito eram prejudiciais à sobrevivência e resultou em vários fenótipos, variando de leve (edema) a graves defeitos de desenvolvimento (bruto). Portanto, o peixe-zebra é um modelo útil para explorar diretamente os potenciais efeitos teratogênicos de nitrato e nitrito em embriões para complementar os estudos 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

Altos níveis de nitrato no ambiente pode resultar em defeitos congênitos ou abortos espontâneos em humanos. Presumivelmente, isto deve-se a conversão de nitrato em nitrito pelas bactérias intestinais e salivares. No entanto, em outros estudos de mamíferos, altos níveis de nitrito não causar defeitos de nascimento, embora possam levar a resultados reprodutivos pobres. Assim, o potencial teratogénico de nitrito não é clara. Seria útil dispor de um sistema de modelo animal vertebrado para avaliar facilmente efeitos teratogénicos de nitrito ou qualquer outro produto químico de interesse. Aqui, nós demonstrar a utilidade de peixe-zebra (Danio rerio) para rastrear compostos para toxicidade e defeitos embrionárias. embriões de peixe-zebra são fertilizados externamente e ter um desenvolvimento rápido, o que os torna um bom modelo para estudos teratogênicos. Nós mostramos que o aumento do tempo de exposição ao nitrito afecta negativamente a sobrevivência. O aumento da concentração de nitrito também afecta adversamente a sobrevivência, enquanto que o nitrato não. Para tha embriõest sobreviver à exposição nitrito, vários defeitos podem ocorrer, incluindo pericárdio e gema de edema sac, nadar noninflation bexiga, e malformação craniofacial. Os nossos resultados indicam que o peixe-zebra é um sistema conveniente para estudar o potencial teratogénico de nitrito. Esta abordagem pode ser facilmente adaptada para testar outros produtos químicos para os seus efeitos sobre o desenvolvimento dos vertebrados precoce.

A exposição ao etanol de 300 mM durante 22 horas não teve nenhum efeito sobre a sobrevivência (dados não apresentados), consistente com relatos anteriores 5,23,26. Isto é esperado, como o etanol é um agente teratogénico conhecido e serviu como um controlo positivo. Fenótipos observados incluíram edema pericárdico, noninflation bexiga natatória (Figura 1), defeitos craniofaciais, e atraso do desenvolvimento (dados não apresentados). <p class="j...

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Zebrafish as a Model to Assess the Teratogenic Potential of Nitrite

A exposição a teratógenos podem causar defeitos de nascimento. Os peixes-zebra são úteis para a determinação do potencial teratogénico de produtos químicos. Nós demonstrar a utilidade de peixe-zebra, expondo embriões para vários teores de nitritos e também em diferentes tempos de exposição. Mostramos que os nitritos podem ser tóxicos e causar graves defeitos do desenvolvimento.

Peixe-zebra como um modelo para avaliar o potencial teratogênico 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 ...

zebrafish-as-a-model-to-assess-the-teratogenic-potential-of-nitrite

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Immunology and Infection

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Adverse Drug Effects and Chemical Toxicity

SCIENTISTS IN ACTION

9.4K visualizações.  Indiana University of Pennsylvania.  A exposição a teratógenos podem causar defeitos de nascimento. Os peixes-zebra são úteis para a determinação do potencial teratogénico de produtos químicos. Nós demonstrar a utilidade de peixe-zebra, expondo embriões para vários teores de nitritos e também em diferentes tempos de exposição. Mostramos que os nitritos podem ser tóxicos e causar graves defeitos do desenvolvimento. 

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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.

Avaliar as alterações teratogênicos em um modelo de Zebrafish de exposição fetal ao álcool

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

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.

Estudando efeitos neurocomportamentais de poluentes ambientais em larvas de zebrafish

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

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 zebrafish como modelo para avaliar potenciais radiossensibilizadores ou protetores

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

Pesquisa do câncer

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.

Avaliação rápida da toxicidade de compostos químicos usando embriões de zebrafish

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.

Um manual de tela pequena molécula Aproximando de alta capacidade Usando embriões Zebrafish

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

Biologia

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 lesão renal aguda induzida por cisplatina em zebrafish 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 microinjeção no peixe-zebra ao modelo de lesão 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 ...

Bateria de Testes Comportamentais para Avaliação de Efeitos Neurotóxicos em Peixe-Zebra 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 em destaque: Avaliação de mudanças comportamentais ambientais e induzidas por drogas em peixes-zebra adultos 

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.

Peixe-zebra como um modelo para avaliar o potencial teratogênico de nitrito

Resumo

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Avaliar as alterações teratogênicos em um modelo de Zebrafish de exposição fetal ao álcool

Estudando efeitos neurocomportamentais de poluentes ambientais em larvas de zebrafish

Larvas de zebrafish como modelo para avaliar potenciais radiossensibilizadores ou protetores

Avaliação rápida da toxicidade de compostos químicos usando embriões de zebrafish

Um manual de tela pequena molécula Aproximando de alta capacidade Usando embriões Zebrafish

Modelo de lesão renal aguda induzida por cisplatina em zebrafish adulto

Nefrotoxina microinjeção no peixe-zebra ao modelo de lesão renal aguda

Avaliação da Neurotoxicidade em Danio rerio Adulto utilizando uma Bateria de Testes Comportamentais em um Único Tanque

Avaliação da Neurotoxicidade em Danio rerio Adulto utilizando uma Bateria de Testes Comportamentais em um Único Tanque

Avaliação da Neurotoxicidade em Danio rerio Adulto utilizando uma Bateria de Testes Comportamentais em um Único Tanque