Neurotossicità per lo sviluppo e metodi alternativi

[Moors, M., Rockel, T. D., Abel, J., Cline, J. E., Gassmann, K., Schreiber, T., Schuwald, J., Weinmann, N., Fritsche, E. (2009). Human neurospheres as three-dimensional cellular systems for developmental neurotoxicity testing. Environ. Health Perspect. 117:1131-1138.]

Full Text: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2717141/

Abstract:

Background:
La neurotossicità per lo sviluppo (DNT) di sostanze chimiche ambientali è una grave minaccia per la salute umana. Le linee guida di test DNT attuali propongono ricerche nei roditori, che richiedono un gran numero di animali. Per quanto riguarda le “3 R” (riduzione, sostituzione e raffinamento) della sperimentazione animale e la regolamentazione europea delle sostanze chimiche [Registrazione, valutazione e autorizzazione delle sostanze chimiche (REACH)], sono necessarie strategie di sperimentazione alternative al fine di raffinare e ridurre gli esperimenti su animali e consentire screening più veloci e meno costosi.

Obiettivi:
L’obiettivo di questo studio è stato quello di stabilire un sistema di test tridimensionale per lo screening di DNT basato su cellule cerebrali fetali umane.

Metodi
Abbiamo stabilito saggi adatti per la rilevazione di disturbi nei processi fondamentali dello sviluppo del cervello utilizzando cellule umane progenitrici neurali (hNPCs), che crescono come neurosfere. Inoltre, abbiamo valutato gli effetti del mercurio e dello stress ossidativo su queste cellule.

Risultati:
Abbiamo scoperto che le neurosfere umane imitano la proliferazione, la differenziazione e la migrazione in vitro. L’esposizione all’agente staurosporina proapoptotica suggerisce inoltre che le neurosfere umane possiedono macchinari funzionanti di apoptosi. I neurotossici per lo sviluppo cloruro di metilmercurio e cloruro di mercurio hanno diminuito la distanza di migrazione e il numero di cellule simil-neuronali nelle hNPCs differenziate. Inoltre, le hNPCs vanno incontro ad apoptosi caspasi-indipendente se esposte verso elevate quantità di stress ossidativo.

Conclusioni:
Le neurosfere umane sono probabilmente in grado di imitare i processi fondamentali dello sviluppo del cervello, e questi processi possono essere modulati da sostanze neurotossiche per lo sviluppo. Così, questo sistema di cellule tridimensionale è un metodo promettente per la sperimentazione di DNT.

Figure 1

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