Ученые из Сан-Диего UC обнаружили, что planarians, обычно используемые в лабораториях биологии средней школы, чтобы изучить регенерацию и примитивную нервную систему, на самом деле довольно сложны когда дело доходит до моделирования ответа разрабатывающей человеческой нервной системы к потенциально ядохимикатам.Исследователи издали свои результаты в текущем номере журнала Toxicological Sciences.«Поскольку planarians имеют характерные особенности, такие как мозг промежуточной сложности, короткое время регенерации и предлагают возможность учащихся взрослых и развивающихся червей параллельно, они делают хорошую дополнительную систему к существующим моделям животных для изучения нейротоксичности развития», сказала Ева-Мария Шоец Коллинз, доцент биологии и физики, кто возглавил исследовательскую группу. «Используя такое альтернативное животное модели не только уменьшат затраты, но также значительно сократят количество лабораторных млекопитающих, используемых в тестах токсикологии».
Люди сталкиваются с тысячами потенциально токсичных комплексов в их среде, и новые химикаты ежедневно добавляются в продуктах, которые мы используем от пестицидов до косметики к пищевым добавкам. То, как проверить эти новые химикаты на их безопасность, стало растущей проблемой, учитывая, что традиционное тестирование токсикологии долго полагалось на лабораторных грызунов. Теперь, усилия прилагаются, чтобы заменить их альтернативами, которые используют культивируемые клетки или альтернативные модели животных, такие как данио-рерио, то разрешение исследователи, чтобы показать тысячи потенциальных токсинов более быстро и по уменьшенной стоимости.
«В последние годы несколько правительственных учреждений начали сотрудничать в том, что называют ‘Инициативой Tox21’, с целью изменения путем, тестирование токсикологии было сделано через в пробирке испытание, такое как культивируемые клетки и альтернативы лабораторным грызунам», объяснил Шоец Коллинз. «Поскольку у каждой платформы тестирования, быть им модель животных или в пробирке оценить, есть свои ограничения, важно выполнить тесты через несколько платформ, чтобы определить токсичные концентрации и механизмы действия для разработки надежных рекомендаций по воздействию для людей».Шоец Коллинз и ее сотрудники начали их исследование, когда они заметили, что planarians, которые они использовали в их лабораторных экспериментах, были особенно чувствительны к различным условиям окружающей среды.
Как эксперимент, они развивали полуавтоматическую платформу показа с пятью шагами, чтобы характеризовать токсичность девяти известных «нейроядов» – состоящий из обычно используемых растворителей, пестицидов и моющих средств – и нейтрального вещества, глюкозы, на разновидности planaria под названием японская айва Dugesia. Исследователи тогда определили количество эффектов различных комплексов на жизнеспособности planarian, стимулируемом и нестимулируемом поведении, регенерации и мозговой структуре.
«Сравнения наших результатов с другими альтернативными моделями токсикологии животных, а именно, личинки данио-рерио и нематоды, продемонстрировали, что planarians сравнительно чувствительны к проверенным химикатам», ученые завершили в их статье.«Как данио-рерио и нематоды, пресноводные planarians маленькие, недорогие и легкие размножаться, чувствительный к химикатам в воде и развиваться быстро», приблизительно за одну неделю, добавили исследователи.Но у planarians также есть важные преимущества для этих альтернативных моделей животных.
«Что отдает пресноводный planarians уникальный, и особенно подходящий для нейротоксикологии развития наша способность одновременно изучить генетически идентичного взрослого и развивающихся животных, позволяя нам непосредственно сравнить эффект потенциальных ядов на взрослом и развивая мозг, без возможных осложнений от изменчивости наследственных факторов», написали ученые.Кроме того, они добавили, что planarian нервная система намного более сложна, чем та из нематод, но более проста, чем тот из данио-рерио и разделяет «то же самое нейронное поднаселение и нейромедиаторы как мозг млекопитающих, чтобы относиться к человеческим исследованиям. На самом деле planarian мозг, как думают, более подобен позвоночному мозгу, чем к другим бесхарактерным мозгам с точки зрения структуры и функции».
Шоец Коллинз подчеркнул, что, в то время как изыскание ее группы демонстрирует жизнеспособность пресноводного planarians как альтернативная модель животных для нейротоксичности, водные плоские черви не заменят лабораторных грызунов, но вместо этого ограничат их использование.«Модели млекопитающих все еще будут необходимы», добавила она, «но предварительно показывающий с различными моделями позволит нам выбирать меньшее число ядов, которые будут проверены у млекопитающих, таким образом уменьшая их использование до строгого минимума».