Ο απομονωμένος καρδιακός ιστός του zebrafish (Danio rerio) ως μέσο αξιολόγησης της δράσης καρδιοτοξικών ενώσεων: η περίπτωση της αδριαμυκίνης
Creators: name: Ορφανίδου, Τριανταφυλλιά Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: zebrafish
Καρδιοτοξικότητα
Αδριαμυκίνη
Cardiotoxicity
Αdriamycin

description: Τις τελευταίες δυο δεκαετίες, το ψάρι zebrafish (Danio rerio) χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο ως ένα απλό και οικονομικό πειραματικό μοντέλο, για τη μελέτη τοξικών επιδράσεων διάφορων χημικών ενώσεων αλλά και για τη δημιουργία μοντέλων ανθρώπινων νόσων και την ανεύρεση νέων θεραπειών. Το μικρό αυτό τροπικό ψάρι διαθέτει μια πληθώρα πλεονεκτημάτων, όπως το μικρό τους μέγεθος, την εξωτερική γονιμοποίηση, την ταχύτατη ανάπτυξη, τη διαφάνεια των εμβρύων και τον μεγάλο αριθμό απογόνων που το καθιστούν ως ένα κατάλληλο εργαλείο για την επίτευξη ολοκληρωμένων τοξικολογικών δοκιμών. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε η απομονωμένη καρδιά του zebrafish, σαν μοντέλο για την αξιολόγηση της δράσης ενός αντικαρκινικού φαρμάκου, της Αδριαμυκίνης (Adriblastina). Αρχικά, όμως, δίνεται έμφαση στη μελέτη της βιωσιμότητας της απομονωμένης καρδιάς, χωρίς την επίδραση κάποιας χημικής ουσίας, καθώς επίσης και στη πλήρη κατανόηση της καρδιακής λειτουργίας και του φυσιολογικού ελέγχου αυτής. Για την διερεύνηση της καρδιοτοξικότητας που επάγεται από την Αδριαμυκίνη, χρησιμοποιήθηκε η κοιλία της απομονωμένης καρδιάς του zebrafish, καταγράφοντας ταυτόχρονα τόσο τη δύναμη όσο και τη συχνότητα σύσπασης με τη βοήθεια μεταγωγέα τάσης. Οι συγκεντρώσεις του φαρμάκου που εξετάσθηκαν ήταν 10 μΜ, 50 μΜ και 100 μΜ και παρατηρήθηκε κατά κύριο λόγο αρνητική ινότροπη δράση. Η δύναμη σύσπασης μειώθηκε κατά δοσοεξαρτώμενο τρόπο, δηλαδή, κατά 23,94%, 44,58% και 49,29%, αντιστοίχως. Η συχνότητα σύσπασης δεν φαίνεται να μεταβάλλεται αξιόλογα στις εκάστοτε συγκεντρώσεις. Επιπλέον, διερευνήθηκε ξεχωριστά η καρδιοτοξική δράση της δραστικής ουσίας, Doxorubicin hydrochloride και του εκδόχου, Methylparaben του συγκεκριμένου φαρμάκου, στις ανάλογες συγκεντρώσεις που περιέχονται στα 100μΜ αδριαμυκίνης. Η δραστική ουσία προκάλεσε αρνητική ινότροπη δράση της τάξεως των 30,18%, δηλαδή μικρότερη από ότι τα 50 μΜ και τα 100 μΜ αδριαμυκίνης. Παράλληλα, η συχνότητα σύσπασης παρουσιάζει μικρή αλλά όχι σημαντική μείωση. Το Methylparaben προκάλεσε μικρή μείωση στη δύναμη σύσπασης (24,15% πτώση), ενώ η συχνότητα σύσπασης δεν επηρεάστηκε σχεδόν καθόλου. Συνοπτικά, αποδεικνύεται ότι η δραστική ουσία (Doxorubicin hydrochloride) του εμπορικού φαρμάκου της αδριαμυκίνης (Adriblastina) πιθανότατα να μην είναι εξολοκλήρου υπαίτια για τη πρόκληση της καρδιοτοξικότητας. Το ενδεχόμενο συνεργικής δράσης του Methylparaben και της δραστικής ουσίας που περιέχονται στο συγκεκριμένο φάρμακο δεν είναι απίθανο, ωστόσο απαιτείται περαιτέρω διερεύνηση.
description: The last two decades, the teleost zebrafish (Danio rerio) is increasingly used as a simple and economical model organisms in the research of toxic effects of various chemical compounds, but also in modeling human diseases and in the investigation of new treatments. This small tropical fish has a wide variety of advantages, such as the small size, the external fertilization, the rapid development, the transparency of embryos and the large number of progeny that can be produced, that make zebrafish an efficient tool for achieving comprehensive toxicological tests. The isolated heart of the zebrafish (Danio rerio) is used in the present study, as a model system for assessing the action of an anticancer drug, Adriamycin (Adriblastina). However, initially, the viability of the isolated heart, without the influence of any chemical substance, and also the cardiac activity and the physiological control of the zebrafish heart, were studied in this work. The ventricle of the isolated heart of the zebrafish was used to study the cardiotoxicity induced by Adriamycin, and the force and the frequency of the spontaneous contraction recorded with a force displacement transducer. Adriamycin was tested in three concentrations, 10 μΜ, 50 μΜ and 100 μΜ, and induced negative inotropic effect. The force deceased in a dose dependent manner, by 23.94%, 44.58% and 49.29%, respectively. The frequency of the ventricle contraction did not appear any changes in the respective concentrations. Furthermore, we studied individually the cardiotoxic effect of the active substance, (Doxorubicin hydrochloride) and the excipient substance (Methylparaben) of the commercial drug at appropriate concentrations contained in 100 μΜ of Adriamycin. The active substance caused negative inotropic effect of 30.18%, which is much lower than the negative inotropic effect caused by the commercial drug of Adriamycin at 50 μΜ and 100 μΜ. Moreover, the frequency of contraction showed a small but not significant decrease. The Methylparaben caused a small decrease in force of contraction (24.15% decline), while the frequency was not affected. In summary, it is shown that the active substance (Doxorubicin hydrochloride) of the commercial drug Adriamycin (Adriblastina) is probably not entirely blamed for causing cardiotoxicity. The possibility of synergistic effect of Methylparaben and Doxorubicin hydrochloride, which are contained in this drug, is not unlikely, however, further investigation is required.