Caratterizzazione in vivo degli effetti chimici di interferenza endocrina tramite l'indicatore di azione dell'ormone tiroideo

Summary

Il modello murino dell'indicatore di azione dell'ormone tiroideo è stato sviluppato per consentire la quantificazione tessuto-specifica dell'azione locale dell'ormone tiroideo utilizzando il suo meccanismo di regolazione endogena. Recentemente, è stato dimostrato che il modello è adatto per caratterizzare sostanze chimiche interferenti endocrine che interagiscono con l'economia degli ormoni tiroidei, sia con metodologie ex vivo che in vivo .

Abstract

Gli ormoni tiroidei (TH) svolgono un ruolo fondamentale nel metabolismo cellulare e nella funzione dei tessuti. L'economia TH è suscettibile alle sostanze chimiche che alterano il sistema endocrino (EDC) che possono disturbare la produzione o l'azione ormonale. Molti inquinanti ambientali sono interferenti endocrini, che rappresentano una minaccia emergente sia per la salute umana che per la produzione agricola. Ciò ha portato a un aumento della domanda di sistemi di test adeguati per esaminare gli effetti di potenziali interferenti endocrini. Tuttavia, le metodologie attuali devono affrontare delle sfide. La maggior parte dei sistemi di test utilizza marcatori endogeni regolati da processi regolatori multipli, spesso complessi, che rendono difficile distinguere gli effetti diretti da quelli indiretti. Inoltre, i sistemi di test in vitro non hanno la complessità fisiologica del metabolismo e della farmacocinetica degli EDC nei mammiferi. Inoltre, l'esposizione agli interferenti endocrini ambientali di solito comporta una miscela di più composti, compresi i metaboliti generati in vivo , quindi la possibilità di interazioni non può essere ignorata. Questa complessità rende difficile la caratterizzazione degli EDC. Il topo THAI (Thyroid Hormone Action Indicator) è un modello transgenico che trasporta un sistema reporter luciferasi TH-responsivo, che consente la valutazione dell'azione TH tessuto-specifica. È possibile valutare gli effetti tessuto-specifici delle sostanze chimiche sull'azione locale del TH quantificando l'espressione reporter della luciferasi in campioni di tessuto. Inoltre, con l'imaging in vivo , il modello murino THAI consente studi longitudinali sugli effetti di potenziali interferenti endocrini negli animali vivi. Questo approccio fornisce un potente strumento per testare l'esposizione a lungo termine, le strutture di trattamento complesse o l'astinenza, in quanto consente di valutare i cambiamenti nell'azione locale del TH nel tempo nello stesso animale. Questo rapporto descrive il processo di misurazione dell'imaging in vivo su topi THAI. Il protocollo qui discusso si concentra sullo sviluppo e l'imaging di topi iper- e ipotiroidei, che possono servire come controlli. I ricercatori possono adattare o espandere i trattamenti presentati per soddisfare le loro esigenze specifiche, offrendo un approccio fondamentale per ulteriori indagini.

Introduction

La segnalazione dell'ormone tiroideo (TH) è un regolatore fondamentale del metabolismo cellulare, essenziale per il normale sviluppo e la funzione ottimale dei tessuti in età adulta¹. All'interno dei tessuti, l'azione del TH è finemente controllata da un complesso meccanismo molecolare, che consente il mantenimento tessuto-specifico dei livelli locali di TH. Questa autonomia dei diversi tessuti dai livelli circolanti di TH è di grande importanza ^2,3,4.

Numerose sostanze chimiche hanno il potenziale di alterare le funzioni en....

Protocol

Il presente protocollo è stato esaminato e approvato dal Comitato per il benessere degli animali presso l'Istituto di medicina sperimentale (PE/EA/1490-7/2017, PE/EA/106-2/2021). I dati presentati provengono da¹⁴ topi THAI maschi di 3 mesi con background FVB/Ant (n = 3-6/gruppo). Gli animali tailandesi tendono ad avere macchie altamente pigmentate sulla pelle che possono distorcere le misurazioni. Quindi, cerca macchie pigmentate sulla pelle dell'area ritratta dopo la rimozione del pelo. Gli anim.......

Discussion

Le minacce poste dalle sostanze chimiche che alterano il sistema endocrino (EDC) per la salute umana sono ben riconosciute; tuttavia, la ricerca sugli interferenti endocrini deve affrontare sfide formidabili. Queste sfide sono in parte una conseguenza della complessità del sistema endocrino. È stato identificato che molti interferenti endocrini alterano simultaneamente più sistemi endocrini²². Inoltre, nel contesto dell'economia dell'ormone tiroideo (TH), esiste un ulteriore livello di compless.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
3,5,3'-triiodothyronine (T3)	Merck	T2877
Animals, mice			THAI mouse
Eye protection gel	Oculotect		1000 IU/g
Falcon tube	Thermo Fisher Scientific		50 mL volume
Iodine-free chow diet	Research Diets	custom
IVIS Lumina II in vivo imaging system	Perkin Elmer	-
Ketamine	Vetcentre	E1857
Living Image software 4.5	Perkin Elmer	-	provided with the instrument
Measuring cylinder			250 mL
methimazole	Merck	M8506
Microfuge tubes	Eppendorf		For diluting treatment materials
NaClO4	Merck	71852
Na-luciferin, substrate	Goldbio	103404-75-7
NaOH	Merck	101052833
Phoshphate buffer saline	Chem Cruz	sc-362302
Pipette	Gilson		For diluting treatment materials
Pipette tips	Axygen		For diluting treatment materials
Shaving cream/epilator/shaver			Personal preference
Syringe	B Braun		1 mL volume
Syringe needle	B Braun		0.3 x 12 mm
Xylazine	Vetcentre	E1852