Нематода Caenorhabditis elegans как объект для тестирования генотоксичности химических соединений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или 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