Grønne sebrafiskhjerner avslører østrogene stoffer

Ved å sette inn et fremmed gen i sebrafisk, ser forskere bokstavelig talt lyset i jakten på østrogene stoffer og blandinger.

Som en følge av økte krav til testing av kjemikalier og økt fokus på reduksjon og erstatning av dyreforsøk, har det blitt utviklet nye testmodeller for å undersøke effekter av ulike typer miljøgifter.

Setter inn grønt gen

Forskere fra Norsk institutt for vannforskning (NIVA) har i samarbeid med tyske og franske kollegaer nylig vist at sebrafiskembryo som har fått satt inn et fremmed gen i sitt DNA kan brukes til å studere effekten av blandinger av østrogene stoffer og miljøgifter på lik linje med andre godt etablerte laboratoriemetoder.

Testmodellen kalles den transgene sebrafisk-linjen, cyp19a1b-GFP. Den ble først beskrevet i 2009 og har vist gode resultater for å oppdage østrogene stoffer, det vil si stoffer som etterligner virkningen av det kvinnelige kjønnshormonet østrogen. Den transgene sebrafisken har blitt utviklet ved at forskere har satt inn et gen for grønt fluorescerende protein (GFP) i fiskens DNA. Dette gjør at den produserer dette fluorescerende proteinet når den utsettes for østrogene stoffer.

GFP utrykkes i spesifikke strukturer i hjernen og kan observeres under mikroskop og måles med bildeanalyser (figur 1). Testen utføres på embryoer og regnes derfor ikke som dyreforsøk siden testen avsluttes 5 dager etter fertilisering.

sebrafiskembryo.jpg
Svarthvitt bilde av hodet til sebrafiskembryo 5 dager etter fertilisering. Embryoet på venstre side er ikke eksponert og har lite GFP i hjernen (hvit farge). Embryoet til høyre er eksponert for østrogen og har høyt nivå av GFP i hjernen.
(Foto: UFZ, Karina Petersen).

Tidligere studier har vist at denne transgene sebrafisk modellen egner seg godt til å undersøke effekten av enkeltstoffer og blandinger av to og to stoffer.

- Ettersom miljøgifter stort sett forekommer som blandinger i naturen ville vi se om denne transgene sebrafiskmetoden også kan brukes i screening av blandinger bestående av mer enn to stoffer, - og om resultatene av disse blandingene kunne sammenlignes med responsen i en godt etablert laboratoriemetode med leverceller fra fisk, forklarer Karina Petersen, forsker ved NIVA.

Internasjonalt samarbeid

Arbeidet, som er publisert i tidsskriftet Aquatic Toxicology, ble utført på Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) i Leipzig, Tyskland, hvor den transgene sebrafisken ble holdt, samt på NIVA hvor det ble gjort tester på leverceller fra fisk for å sammenligne de to metodene.

- I løpet av 3 måneder eksponerte vi sebrafiskembryo for fem forskjellige østrogene stoffer, forteller Petersen.

Embryoene ble eksponert for både naturlige og syntetiske hormoner, miljøgifter som bisfenol A og oktylfenol, samt tre ulike sammensetninger av disse. Deretter ble hjernen fotografert under et fluorescerende mikroskop og svart/hvitt-bildene ble brukt til å analysere økningen i fluorescerende protein etter eksponering for de østrogene stoffene og blandingene.

Sammenlignbar effekt

Resultatene viste at alle de fem stoffene hadde en østrogen effekt på sebrafisken. Den østrogene effekten av blandingene kunne stort sett forutsis av matematiske modeller ved å anta en additiv effekt – det vil si at effekten av to miljøgifter blir like stor som om organismer ble utsatt for dobbel dose av ett av stoffene - noe som betyr at alle stoffene bidro til en samlet østrogen effekt.

- En av blandingene ble også testet på leverceller fra fisk og resultatene stemte godt overens med effekten vi så på uttrykket av GFP i hjernen til sebrafiskembryoene, sier Petersen.

Et godt alternativ

Forskerne konkluderer i artikkelen med at den transgene sebrafisk-linjen kan benyttes til screening av østrogene stoffer, både enkeltvis og i blandinger med sammenlignbare resultater med leverceller fra fisk.

- Dersom resultater fra denne metoden er konsistente over lengre tid kan denne testmodellen bli et godt alternativ til mer ressurskrevende forsøk med fisk, avslutter Karina Petersen.

 

>> Les den vitenskapelige artikkelen

Sist oppdatert 17.09.2015