Новая методика может сократить число животных для тестирования безопасности химических веществ

Учёные при поддержке Совета по исследованиям в области биотехнологий и биологических наук (BBSRC) разработали новый способ тестирования безопасности природных и синтетических химических веществ. Их исследование, опубликованное в журнале Ecotoxicology, может сократить количество рыб, необходимых для оценки токсичности ряда веществ, включая фармацевтические препараты и загрязнители окружающей среды.

Исследователи под руководством профессора Авадеша Джа из Плимутского университета смогли заставить клетки печени радужной форели сформировать в чашке Петри сферическую структуру — сфероид. Этот шар клеток ведёт себя гораздо больше как нормальная ткань животного, чем клетки, выращенные традиционными лабораторными методами, что даёт исследователям более точную картину реакции организма животного на химическое вещество в окружающей среде.

Рыб используют для тестирования того, могут ли как новые, так и существующие химические вещества (например, лекарства) нанести вред дикой природе или окружающей среде. Поскольку из одной рыбы можно получить большое количество сфероидов, использование этой методики может означать, что для таких тестов потребуется меньше рыб.

Профессор Джа поясняет: «Это настоящий прорыв в наших усилиях по сокращению числа рыб, необходимых для токсикологических испытаний. Очень важно для здоровья людей, дикой природы и целых экосистем понимать влияние химических веществ, как природных, так и созданных человеком, в окружающей среде, но мы должны стремиться избегать использования животных везде, где это возможно».

Один из самых впечатляющих аспектов рыбных сфероидов — их можно поддерживать в лаборатории более месяца. Многие загрязнители окружающей среды вызывают проблемы со здоровьем, потому что накапливаются со временем и становятся более концентрированными по мере продвижения вверх по пищевой цепи. Поскольку рыбные сфероиды можно поддерживать дольше, чем обычные клеточные культуры, учёные могут тестировать эффект длительного воздействия потенциального токсина.

Рыбные сфероиды были созданы студентом CASE, финансируемым BBSRC, Мэтью Бароном, которого курируют профессор Джа и его коллеги из Плимута и отдела безопасности, здоровья и окружающей среды компании AstraZeneca. В настоящее время учёные могут использовать плоские слои рыбных клеток для замены некоторых тестов на живых животных, но они быстро разрушаются и не ведут себя как настоящие ткани. Сфероиды уже хорошо зарекомендовали себя в качестве моделей для тестирования на клетках млекопитающих, но впервые они были созданы из рыбных клеток.

Поскольку печень фильтрует кровь, это часто главный орган, где потенциальные токсины окружающей среды накапливаются и расщепляются организмом, поэтому она является наиболее важным органом для тестирования токсичности. Исследователи также надеются создать сфероиды из клеток рыбьих жабр, поскольку жабры — ещё одно важное место накопления токсинов. Комбинируя эти два типа сфероидов в единой системе, исследователи надеются разработать «виртуальную рыбу», которая могла бы дать чёткую картину того, как конкретное химическое вещество повлияет на живое животное.