Нематода Caenorhabditis elegans как объект для тестирования генотоксичности химических соединений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В связи с требованиями международных и национальных организаций к соблюдению принципов гуманизации экспериментов с использованием животных проводится поиск и апробация альтернативных тест-систем для замены животных в эколого-токсикологических и генотоксикологических исследованиях. Одной из таких альтернатив может быть нематода Caenorhabditis elegans, которая обладает системой биотрансформации химических соединений, аналогичной системе млекопитающих. Проведено изучение генотоксичности пестицида параквата и антибактериального средства фурацилина на C. elegans методом горизонтального гель-электрофореза тотальной ДНК с целью оценки ее целостности. Показано, что паракват в концентрациях 0,01 моль/л и фурацилин в концентрациях 0,0001 и 0,00025 моль/л индуцировали разрывы ДНК в клетках нематоды. Антиоксидант N-ацетилцистеин в концентрации 0,01 моль/л снижал генотоксичность обоих соединений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. К. Абилев

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: abilev@vigg.ru
Россия, Москва, 119991

Э. М. Мачигов

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: abilev@vigg.ru
Россия, Москва, 119991

С. В. Смирнова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: abilev@vigg.ru
Россия, Москва, 119991

М. В. Марсова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: abilev@vigg.ru
Россия, Москва, 119991

Список литературы

  1. Russell, W.M.S. , Burch, R.L. The Principles of Humane Experimental Technique. Methuen, 1959. London: Reprinted by UFAW, 1002: 8 Hamilton Close, South Mimms, Potters Bar, Herts EN6 3QD England. ISBN 0 900767 78 2.
  2. Kilkenny C., Browne W.J., Cuthill I.C. et al. Improving bioscience research reporting: The ARRIVE guidelines for reporting animal research // PLoS Biol. 2010. V.. 8. doi: 10.1371/journal.pbio.1000412
  3. Kousholt B.S., Præstegaard K.F., Stone J.C. et al. Reporting of 3Rs approaches in preclinical animal experimental studies. A nationwide study // Animals (Basel). 2023. V. 13(19). doi: 10.3390/ani13193005
  4. Leung M.C.K., Williams F.L., Benedetto A. et al. Caenorhabditis elegans: An emerging model in biomedical and environmental toxicology // Toxicol. Sci. 2008. V. 106. P. 5–28. doi: 10.1093/toxsci/kfn121
  5. Минуллина Р.Т., Фахруллин Р.Ф., Ишмухаметова Д.Г. Сaenorhabditis elegans в токсикологии и нанотоксикологии // Вестник ВГУ. Серия химия, биология, фармация. 2012. № 2. С. 172–282.
  6. Consortium (The C. elegans Sequencing Consortium) Genome sequence of the nematode С. elegans: A platform for investigating biology // Scienсe. 1998. V. 282. P. 2012–2018.
  7. Imanikia S., Galea F., Nagy E. et al. The application of the comet assay to assess the genotoxicity of environmental pollutants in the nematode Caenorhabditis elegans // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2016. V. 7(45) P. 356–361. doi: 10.1016/j.etap
  8. Hartman J.H., Widmayer S.J., Christina M. et al. Xenobiotic metabolism and transport in Caenorhabditis elegans // J. Toxicol. Envir. Health. 2021. Part B. V. 24(2). P. 51–94. doi: 10.1080/10937404.2021.1884921
  9. Harlow P.H., Perry S.J., Alexander J. et al. Comparative metabolism of xenobiotic chemicals by cytochrome P450s in the nematode Caenorhabditis elegans // Nat. Sci. Reports. 2018. V. 8. P. 13333. doi: 10.1038/ s41598-018-31215-w
  10. Мачигов Э.А., Абилев С.К., Игонина Е.В., Марсова М.В. Изучение генотоксичности бета-пропиолактона с помощью Iux-биосенсоров E. coli и нематоды Сaenorhabditis elegans // Генетика. 2023. Т. 59. № 5. С. 507–516. doi: 10.31857/S0016675823040070
  11. Meneely P.M., Dahlberg C.L., Rose J.K. Working with worms: Caenorhabditis elegans asamodel organism // Curr.. Prot. Ess. Lab. Techn. 2019. V.. 19. doi: 10.1002/cpet.35
  12. Iyyadurai R., Mohan J., Jose A. et al. Paraquat poisoning management // Curr.. Med. Issues. 2019. V. 17. P. 34–37. doi: 10.4103/cmi.cmi_29_19
  13. Bus J.S, Aust S.D., Gibson J.E. Superoxide-and singlet oxygen-catalyzed lipid peroxidation as a possible mechanism for paraquat (methyl viologen) toxicity // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1974. V. 58. P. 749–755.
  14. Fukushima T., Tanaka K., Lim H. et al. Mechanism of сytotoxicity of рaraquat // Environ. Health and Preven. Med. 2002. V. 7. P. 89–94.
  15. Onur B., Çavuşoğlu K., Yalçin E. et al. Paraquat toxicity in diferent cell types of Swiss albino mice // Nat. Sci. Rep. 2022. V. 12. Р. 4818. doi: 10.1038/s41598-022-08961-z
  16. Roldan M.D., Perez-Reinado E., Castillo F. et al. Reduction of polynitroaromatic compounds: Тhe bacterial nitroreductases // FEMS Microbiol. Rev. 2008. V. 38. P. 474–500. doi: 10.1111/j.1574-6976.2008.00107.x
  17. McCalla D.R. Mutagenicity of nitrofuran derivatives: Review // Environ. Mutagenes. 1983. V.5. P. 745–765.
  18. Anderson D. & Philips B.J. Nitrofurazone-genotoxicity studies in mammalian cells in vitro and in vivo // Food. Chem. Toxicol. 1985. V. 23. P. 1091–1098.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты гель-электрофореза генетического материала нематоды C. elegans, подвергнутой воздействию параквата в разных концентрациях (моль/л). 1 – маркер, 2 – вода (контроль), 3 – 0,0005, 4 – 0,001, 5 – 0,0025, 6 – 0,005, 7 – 0,01, 8 – 0,025, 9 – 0,05, 10 – перекись водорода 0,1 моль/л (положительный контроль).

Скачать (74KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты гель-электрофореза генетического материала нематоды C. elegans, подвергнутой воздействию параквата в концентрации 0,05 и АЦЦ в концентрациях 0,01 и 0,001 моль/л: 1 – маркер, 2 – вода (отрицательный контроль), 3 – паракват 0,05 + АЦЦ 0,01, 4 – паракват 0,05 + АЦЦ 0,001, 5 – паракват 0,05 моль/л.

Скачать (53KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты гель-электрофореза генетического материала нематоды С. elegans, подвергнутой воздействию фурацилина в разных концентрациях (моль/л): 1 – маркер, 2 – вода (контроль), 3 – 0,000005, 4 – 0,00001, 5 – 0,00002, 6 – 0,00005, 7 – 0,0001, 8 – 0,00025; положительные контроли: 9 – БПЛ 0,015 моль/л и 10 – перекись водорода 0,1 моль/л.

Скачать (109KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты гель-электрофореза генетического материала нематоды C. elegans, подвергнутой воздействию фурацилина в концентрации 0,00025 и АЦЦ в концентрациях 0,01 и 0,001 моль/л: 1 – маркер, 2 – вода (контроль), 3 – фурацилин 0,00025 + АЦЦ 0,01, 4 – фурацилин 0,00025 + АЦЦ 0,001, 5 – фурацилин 0,00025 моль/л.

Скачать (94KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024