Kostnadseffektiva ex vivo-modeller för att detektera gifter i miljön, vattentäkter och mat som påverkar hjärnan Cost-efficient ex vivo models to detect neurotoxin in the environment, water supplies, and food The goal of this project is to develop translational insect based models to evaluate how pollutants and parasites in the environment, water supplies, and foods impact the brain, and their potential relationship to psychiatric diseases, neurodegenerative diseases, and death. The insect models are simple to perform (peeling a shrimp), cost efficient, but still unique in its complexity (readout of a metabolically active whole brain). The equipment is readily accessible and require low maintenance; smart phone, insects, and fluorescent small molecules.  According to the Global Alliance of Health and Pollution, pollution, not disease, is the biggest killer in the developing world, taking more lives each year than malaria and HIV/AIDS. While adverse effects of pollutions are mainly studied by looking at the pulmonary and cardiovascular systems, effects on the central nervous system (CNS) are not broadly recognized. However, in recent studies, pollution has been associated with variety diseases of the CNS, including Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and neurodevelopmental disorders.  The insect models will allow more cost efficient access to toxicity profiling and thereby potentially increase the number of tests performed. The goal is to detect, prevent and reduce the amount of neurotoxic challenges in the environment, water supplies, and foods. In the end of the project the technology will be tested in the field together with our collaborators in Pakistan and Tanzania. Målet med projektet är att utveckla translationella insektsbaserade modeller för att utvärdera föroreningars och parasiters påverkan på blod-hjärnbarriär (BBB) integriteten, på den neurokemiska balansen, samt induktionen av inflammation i hjärnan, effekter som kan relateras till psykiatriska sjukdomar, neurodegenerativa sjukdomar och dödsfall. Insektsmodellerna är enkla att utföra (som att skala räkor), kostnadseffektiva, men ändå unik i dess komplexitet (avläsning av en metaboliskt aktiv hel hjärna). Utrustningen är lättåtkomlig och kräver minimalt underhåll; mobiltelefon, insekter, och fluorescerande små molekyler. Dessa modeller kommer att möjliggöra tidig och effektiv bedömning av potentiella hjärngifter i miljö, mat och vattentäkter.  Enligt den Global Alliance of Health and Pollution, föroreningar, inte sjukdomar, är den största dödsorsaken i utvecklingsländerna, minst tre gånger så många dör varje år av föroreningar än av malaria och HIV/AIDS. Under tiden hälso- och sjukvårdssystem i utvecklingsländerna står inför en enorm börda orsakade av luft- och vattenföroreningar så får forskningen om föroreningar minimalt intresse från det globala samhället. Medan effekter av föroreningar främst studeras på lung- och hjärtsystemen, så är effekter på det centrala nervsystemet (CNS) mycket mindre studerat. Detta beror troligen på att det är en &quot;Silent Killer&quot; som påverkar områden svåra att kvantifiera som effekter på t. ex. humör, beteende och IQ, vilka kan ta flera år att utveckla, och att studera hjärnan är svårt och kostnadskrävande. I senare studier har föroreningar förknippats med sjukdomar i CNS; Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom, och degenererande nervsjukdomar. Det har visats, att olika komponenter av luftföroreningar, såsom nanopartiklar, kan aktivera medfödda immunresponser i CNS. Föroreningar- och bakterie-inducerad neuroinflammation, oxidativ stress och förändringar i BBB bidrar till CNS patologin.  Vi föreslår här att utveckla insektsmodeller för att identifiera och studera föroreningars och bakteriers effekter på BBB integritet, neuroinflammation, och neurokemiska balansen. Dessa modeller kommer att baseras på ex vivo-modeller som vi nyligen utvecklade för att förutsäga BBB permeabilitet, utflöde och läkemedelsmetabolism av läkemedel. Den intakta hjärnan dissekeras från insekten och placerades i ett provrör, som gör det enkelt att använda kontrollerade variationer av studieförhållanderna.  I linje med våra tidigare studier på läkemedel, antar vi att de utvecklade modellerna kommer att vara mer prediktiva och kostnadseffektiva än de för närvarande använda modellerna. I själva verket finns det få modeller för att studera gifter påverkan på CNS, och de som används är antingen cellbaserade in vitro-modeller eller djurmodeller. De förstnämnda innehåller inte hela organet (t.ex. hjärnbarriären) och saknar information om hjärnans funktionalitet medan de senare modellernas komplexitet gör det svårt att koppla exponering  till föroreningens neurogiftighet samt begränsas av etiska överväganden av att använda däggdjur i experimentella försök.  En framgångsrik utveckling av insektsbaserade modeller kommer att ge en mer kostnadseffektiv tillgång till profilering av potentiella gifter och potentiellt öka antalet tester utförda och samtidigt minska antalet studier som utförts på däggdjur. Målet är att upptäcka, förebygga och minska mängden neurotoxiska utmaningar, inklusive nanopartiklar (NP) och parasiter, i miljön, vattentäkter och livsmedel.  I slutet av projektet planerar vi att testa tekniken i fält tillsammans med våra medarbetare i Pakistan och Tanzania.