Поглощение дозы воздействия соединений на основе платины и рутения у рыбок данио с помощью масс-спектрометрии индуктивно связанной плазмы с более широким применением

Резюме

Повышенная скорость фармако- и токсикокинетического анализа металлов и соединений на основе металлов у рыбок данио может быть полезна для экологических и клинических трансляционных исследований. Ограничение неизвестного поглощения воздействия воды было преодолено путем проведения анализа следов металлов на переваренной ткани рыбок данио с использованием масс-спектрометрии индуктивно связанной плазмы.

Аннотация

Металлы и соединения на их основе содержат разнообразные фармакоактивные и токсикологические ксенобиотики. От токсичности тяжелых металлов до химиотерапии, токсикокинетика этих соединений имеет как историческое, так и современное значение. Рыбки данио стали привлекательным модельным организмом в выяснении фармако- и токсикокинетики в исследованиях воздействия окружающей среды и клинических трансляций. Хотя исследования рыбок данио имеют преимущество в том, что они имеют более высокую пропускную способность, чем модели грызунов, существует несколько существенных ограничений для модели.

Одно из таких ограничений присуще режиму дозирования на водной основе. Концентрации воды из этих исследований не могут быть экстраполированы для обеспечения надежных внутренних доз. Прямые измерения соединений на основе металлов позволяют лучше коррелировать с молекулярными и биологическими реакциями, связанными с соединениями. Чтобы преодолеть это ограничение для металлов и соединений на основе металлов, был разработан метод переваривания ткани личинок рыбок данио после воздействия и количественной оценки концентраций металлов в образцах тканей с помощью масс-спектрометрии индуктивно связанной плазмы (ICPMS).

Методы ICPMS были использованы для определения металлических концентраций платины (Pt) из цисплатина и рутения (Ru) из нескольких новых химиотерапевтических препаратов на основе Ru в ткани рыбок данио. Кроме того, этот протокол различал концентрации Pt, которые были изолированы в хорионе личинки по сравнению с тканью рыбки данио. Эти результаты показывают, что этот метод может быть применен для количественного определения дозы металла, присутствующего в тканях личинок. Кроме того, этот способ может быть скорректирован для идентификации конкретных металлов или соединений на основе металлов в широком диапазоне исследований воздействия и дозирования.

Введение

Металлы и соединения на их основе по-прежнему имеют фармакологическое и токсикологическое значение. Распространенность воздействия тяжелых металлов и его влияние на здоровье экспоненциально увеличили научные исследования с 1960-х годов и достигли рекордно высокого уровня в 2021 году. Концентрации тяжелых металлов в питьевой воде, загрязнение воздуха и профессиональное воздействие превышают нормативные пределы во всем мире и остаются проблемой для мышьяка, кадмия, ртути, хрома, свинца и других металлов. Новые методы количественной оценки воздействия окружающей среды и анализа патологического развития по-прежнему пользуются большим спросом ^1....

протокол

Штамм данио AB (Danio rerio) использовался для всех экспериментов (см. Таблицу материалов), а протокол животноводства (No 08-025) был одобрен Комитетом по уходу за животными и учреждениям Университета Рутгерса.

1. Разведение рыбок данио

1. Разводите и поддерживайте рыбок данио в рециркуляционной системе водной среды обитания в 14-часовом светлом: 10-часовом темном цикле.
   1. Очистите муниципальную водопроводную воду с помощью песка и угольной фильтрации для получения воды в рыбной системе. Поддерживайте воду водной системы при температуре 28 °C, <0,05 ppm нитрита, <0,2 ppm аммиака и pH м....

Результаты

Таких результатов ранее было опубликовано²⁴. Исследования поглощения тканей проводились с воздействием цисплатина на водной основе и нового противоопухолевого соединения на основе Ru, PMC79. Летальность и задержка вылупления оценивались для номинальных концентраций циспла?.......

Обсуждение

Протокол, описанный здесь, был реализован для определения доставки и поглощения противоопухолевых препаратов на основе металлов, содержащих либо Pt, либо Ru. Хотя эти методы уже были опубликованы, в этом протоколе обсуждаются важные соображения и детали для адаптации этой методологии дл.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
AB Strain Zebrafish (Danio reri)	Zebrafish International Resource Center	Wild-Type AB	Wild-Type AB Zebrafish
ACS Grade Nitric Acid	VWR BDH Chemicals	BDH3130-2.5LP	Nitric Acid (68-70%); used to make 10% HNO3 acid-bath solution for soaking/pre-celaning centrifuge tubes
Aquatox Fish Diet (Flake)	Zeigler Bros, Inc.		Flake food to be mixed in a 1:4 ratio of Aquatox Fish Diet to TetraMin Tropical Flakes and used as feed
Artemia cysts, brine shrimp	PentairAES	BS90	Brine shrimp eggs sold in 15-ozz, vacuum-packed cans to be hatched and used as feed
ASX-510 Autosampler for ICPMS	Teledyne CETAC		Automatic sampler with conifgurable XYZ movement, flowing rinse station, and 0.3 mm inner dimension probe. Compatible with Nu AttoLab software for programmable batch analyses.
Centrifuge	Thermo Scientific	CL 2	Thermo Scientific CL 2 compact benchtop centrifuge with variable speed range up to 5200 rpm; used to bring sample and acid condensate to the bottom of the centrifuge tube bewteen microwave digestion intervals; aids in sample retention
Centrifuge tubes	VWR	21008-105	Ultra high performance polypropylene centrifuge tubes with flat cap; 15 mL volume; leak-proof with conical bottom
Class A Clear Glass Threaded Vials	Fisherbrand	03-339-25B	Individual glass vials for exposure containment
Dimethyl Sulfoxide	Millipore Sigma	D8418	Solvent or vehicle for hydrophobic compounds
Fixed Speed Vortex Mixer	VWR	10153-834	Vortex mixer; used to homogenize sample after acid digestion and dilution
High Purity Hydrogen Peroxide	Merk KGaA, EDM Millipore	1.07298.0250	Suprapur Hydrogen peroxide (30%); used for sample digestion
High Purity Nitric Acid	EDM Millipore	NX0408-2	Omni Trace Ultra Nitric Acid (69%); used for sample digestion
Instant Ocean Sea Salt	Spectrum Brands, Inc.	Instant Ocean® Sea Salt	Egg water solution contains instand ocean sea salt with a final concentration of 60 µg/ml
Mars X Microwave Digestion System	CEM, Matthews, NC		Microwave acid digestion system used to digest and homogenize samples under uniform conditions. For this methodology the open vessel digestion method was completed using single-use polypropylene centrifuge tubes at low power (300 W).
Multi-element Solution 3	SPEX CertiPREP	CLMS-3	Contains 10 mg/L Au, Hf, Ir, Pd, Pt, Fu, Sb, Sr, Te, Sn in 10% HCl/1% HNO3; used as a quality control standard for Pt and Ru analyses
Nu Instruments AttoM High Resolution Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (HR-ICP-MS)	Nu Instruments/Amatek		Double focussing magnetic sector inductively coupled plasma mass spectrometer with flexible low to high resolution slit system, and dynamic range detector system. Data processing and quantification is done using NuQuant companion software.
Platinum (Pt) standard solution, NIST 3140	National Institute of Standards and Technology	3140	Prepared from ampoule containing 9.996 mg/g Pt in 10% HCl; ; used as a quality control standard for Pt analyses
Platinum (Pt) standard solution, single-element	High Purity Standards	100040-2	Contains 1000 mg/L Pt in 5% HCl
Ruthenium (Ru) standard solution, single-element	High Purity Standards	100046-2	Contains 1000 mg/L Ru in 2% HCl
TetraMin Tropical Flakes	Tetra	77101	Flake food to be mixed in a 1:4 ratio of Aquatox Fish Diet to TetraMin Tropical Flakes and used as feed
Trace Metal Grade Nitric Acid	VWR BDH Chemicals	87003-261	Aristar Plus Nitric Acid (67-70%); used for rinse solution in ASX-510 Autosampler
Ultrasonic water bath	VWR	B2500A-DTH	Ultrasonic water bath used to aid in acid digestion prior to microwave digestion