Isolamentos e caracterização de DETs(Differentially Expressed Transcripts) em espécies de peixes: Leporinus macrocephalus(Characiformes) e Danio rerio (Cypriniformes)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modulation of nociceptive-like behavior in zebrafish (Danio rerio) by environmental stressors

Zebrafish have been demonstrated to react consistently to noxious chemical stimuli and present reliable phenotypes of stress, fear, and anxiety. In this article, we describe the modulation of nociceptive-like responses of zebrafish to fear-, stress-, and anxiety-eliciting situations. Animals were exposed to an alarm substance, confinement stress, or a novel environment before being injected with 1% acetic acid in the tail. The alarm substance and confinement stress reduced the display of erratic movements and tail-beating behavior elicited by acetic acid. The novelty of the environment, in contrast, increased the frequency of tail-beating behavior. The results suggest that descending modulatory control of nociception exists in zebrafish, with apparent fear- and stress-induced analgesia and anxiety-induced hyperalgesia.

Validação farmacológica da preferência claro-escuro em Danio rerio

A ansiedade é uma desordem complexa e com grande relevância clínica, cujo estudo com modelos animais é importante para pesquisar sobre seus mecanismos e drogas para o seu tratamento. O zebrafish figura como um potencial modelo animal para pesquisas farmacológicas da ansiedade. Um modelo de ansiedade é a preferência claro-escuro, que já foi validado comportamentalmente em zebrafish, contudo necessita de uma validação farmacológica. Objetiva-se descrever a sensibilidade da preferência claro-escuro em zebrafish adultos para as drogas mais utilizadas na clínica da ansiedade, foram administradas pela imersão do animal na solução: Benzodiazepínicos (Clonazepam); Agonistas parciais 5-HT1A (Buspirona); Antidepressivo tricíclico (Imipramina); Antidepressivo ISRS (Fluoxetina e Paroxetina); Antipsicóticos (Haloperidol e Risperidona); Psicostimulante (Dietilpropiona); Beta bloqueadores (Propranolol) e Depressores do SNC (Etanol). Os parâmetros analisados foram o tempo despendido pelo animal no ambiente escuro, o tempo da primeira latência e número de alternâncias. O clonazepam administrado por 300s aumentou o tempo no escuro na menor concentração e reduziu a atividade locomotora, a administração durante 600s da concentração intermediária diminuiu o tempo no escuro e da primeira latência, assim como aumentou a atividade locomotora, indicando efeito ansiolítico. A buspirona aumentou o tempo de permanência no escuro provavelmente devido a redução da atividade motora. A imipramina e a fluoxetina aumentaram o tempo no escuro e da primeira latência e diminuíram o número de alternâncias, indicando ação ansiogênica. A paroxetina não alterou o tempo no escuro, entretanto aumentou o tempo da primeira latência e diminuiu a atividade locomotora. O haloperidol diminuiu a ansiedade na menor concentração, curiosamente aumentou a atividade motora na maior concentração, ao contrário da risperidona que diminuiu a atividade na maior concentração. A dietilpropriona não modificou o tempo no escuro, mas aumentou o tempo da primeira latência e diminuiu a atividade motora apenas na menor concentração. O propranolol reduziu somente o tempo no escuro. O etanol foi efetivo na redução da ansiedade com a concentração intermediária e diminuiu a atividade locomotora em uma concentração menor Os dados corroboram com relatos da literatura em Danio rerio tanto neste modelo em administração intraperitoneal como em outros modelos por administração hídrica e em roedores, quando foi possível a comparação.

Papel da serotonina no comportamento defensivo do paulistinha (Danio rerio Hamilton 1822) adulto: Diferenças entre modelos comportamentais, linhagens, e efeitos do estresse predatório agudo

Os transtornos de ansiedade apresentam a maior incidência na população mundial dentre os transtornos psiquiátricos, e a eficácia clínica das drogas ansiolíticas é baixa, em parte devido ao desconhecimento acerca das bases neuroquímicas desses transtornos. Para uma compreensão mais ampla e evolutivamente substanciada desses fenômenos, a utilização de espécies filogeneticamente mais antigas pode ser uma aproximação interessante no campo da modelagem comportamental; assim, sugerimos o uso do paulistinha (Danio rerio Hamilton 1822) na tentativa de compreender a modulação de comportamentos tipo-ansiedade pelo sistema serotonérgico. Demonstramos que os níveis extracelulares de serotonina no encéfalo de paulistinhas adultos expostos ao teste de preferência claro/escuro [PCE] (mas não ao teste de distribuição vertical eliciada pela novidade [DVN]) apresentam-se elevados em relação a animais manipulados mas não expostos aos aparatos. Além disso, os níveis teciduais de serotonina no rombencéfalo e no prosencéfalo são elevados pela exposição ao PCE, enquanto no mesencéfalo são elevados pela exposição ao DVN. Os níveis extracelulares de serotonina estão correlacionados negativamente com a geotaxia no DVN, e positivamente com a escototaxia, tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE. O tratamento agudo com uma dose baixa de fluoxetina (2,5 mg/kg) aumenta a escototaxia, a tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE, diminui a geotaxia e o congelamento e facilita a habituação no DVN. O tratamento com buspirona diminui a escototaxia, a tigmotaxia e o congelamento nas doses de 25 e 50 mg/kg no PCE, e diminui a avaliação de risco na dose de 50 mg/kg; no DVN, ambas as doses diminuem a geotaxia, enquanto somente a maior dose diminui o congelamento e facilita a habituação. O tratamento com WAY 100635 diminui a escototaxia nas doses de 0,003 e 0,03 mg/kg, enquanto somente a dose de 0,03 mg/kg diminui a tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE. No DVN, ambas as doses diminuem a geotaxia, enquanto somente a menor dose facilita a habituação e aumenta o tempo em uma “base” (“homebase”). O tratamento com SB 224289 não produziu efeitos sobre a escototaxia, mas aumentou a avaliação de risco na dose de 2,5 mg/kg; no DVN, essa droga diminuiu a geotaxia e o nado errático nas doses de 2,5 e 5 mg/kg, enquanto a dose de 2,5 mg/kg aumentou a formação de “bases”. O tratamento com DL-para-clorofenilalanina (2 injeções de 300 mg/kg, separadas por 24 horas) diminuiu a escototaxia, a tigmotaxia e a avaliação de risco no PCE, aumentou a geotaxia e a formação de bases e diminuiu a habituação no DVN. Quando os animais são pré-expostos a uma “substância de alarme” co-específica, observa-se um aumento nos níveis extracelulares de serotonina associados a um aumento na escototaxia, congelamento e nado errático no PCE; os efeitos comportamentais e neuroquímicos foram bloqueados pelo pré tratamento com fluoxetina (2,5 mg/kg), mas não pelo pré-tratamento com WAY 100,635 (0,003 mg/kg). Animais da linhagem leopard apresentam maior escototaxia e avaliação de risco no PCE, assim como níveis teciduais elevados de serotonina no encéfalo; o fenótipo comportamental é resgatado pelo tratamento com fluoxetina (5 mg/kg). Esses dados sugerem que o sistema serotonérgico dessa espécie modula o comportamento no DVN e no PCE de forma oposta; que a resposta de medo produzida pela substância de alarme também parece aumentar a atividade do sistema serotonérgico, um efeito possivelmente mediado pelos transportadores de serotonina, e ao menos um fenótipo mutante de alta ansiedade também está associado a esses transportadores. Sugere-se que, de um ponto de vista funcional, a serotonina aumenta a ansiedade e diminui o medo em paulistinhas.

Neurotoxicity of neem commercial formulation (Azadirachta indica A. Juss) in adult zebrafish (Danio rerio)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Thyroid Hormone Stimulates the Proliferation of Sertoli Cells and Single Type A Spermatogonia in Adult Zebrafish (Danio rerio) Testis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação da expressão dos genes cFOS, IL-1b, CYP1a1 e CYP1b1 em Danio rerio expostos a Benzo[a]pireno e tratados com ligantes do receptor P2X7

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Níveis de fósforo em dietas para Zebrafish Danio rerio

Pós-graduação em Zootecnia - FMVZ

Toxicidade de cádmio e zinco em Danio rerio: comparação entre valores permitidos em legislação para proteção da vida aquática e a potencial atuação como interferentes endócrinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Lethal effects of abamectin on the aquatic organisms Daphnia similis, Chironomus xanthus and Danio rerio

Abamectin is used as an acaricide and insecticide for fruits, vegetables and ornamental plants, as well as a parasiticide for animals. One of the major problems of applying pesticides to crops is the likelihood of contaminating aquatic ecosystems by drift or runoff. Therefore, toxicity tests in the laboratory are important tools to predict the effects of chemical substances in aquatic ecosystems. The aim of this study was to assess the potential hazards of abamectin to the freshwater biota and consequently the possible losses of ecological services in contaminated water bodies. For this purpose, we identified the toxicity of abamectin on daphnids, insects and fish. Abamectin was highly toxic, with an EC50 48 h for Daphnia similis of 5.1 ng L-1, LC50 96 h for Chironomus xanthus of 2.67 mu g L-1 and LC50 48 h for Danio rerio of 33 mu g L-1. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Gen knockdown der Metalloproteasen Meprin alpha 1, alpha 2 und beta im Zebrabärbling Danio rerio

Die Metalloproteasen Meprin α und β übernehmen Schlüsselfunktionen in vielen (patho-) physiologischenrnProzessen. So sind sie beteiligt an der Umstrukturierung der extrazellulären Matrix, an immunologischenrnReaktionen oder an entzündlichen Gewebserkrankungen. Die beiden Enzyme kommenrnhauptsächlich in den Bürstensaummembranen von Niere und Darm sowie in der Haut von Vertebratenrnvor. Für die Erforschung der biologischen Aktivität der Meprine wurde in dieser Arbeit der ModellorganismusrnDanio rerio verwendet, der vor allem durch die Möglichkeit der gentechnischen Manipulationrnprädestiniert ist. Im Fisch konnten drei homologe Enzyme (Meprin α1, α2 und β) nachgewiesenrnwerden. Während mRNA-Analysen eine nahezu ubiquitäre Verteilung der Meprine offenbarten,rnkonnte ich mittels spezifischer Antikörper die Expression auf Proteinebene nachweisen. WährendrnMeprin α1 und β verstärkt im Darmepithel und in der Epidermis lokalisiert sind, konnte Meprinrnα2 ausschließlich in der Lamina propria des Darms identifiziert werden.rnDer Hauptteil der vorliegenden Arbeit zielt auf die spezifische Reduzierung des Expressionslevels derrnMeprine in Embryonen des Zebrabärblings. Dies wurde durch die Mikroinjektion von sogenanntenrnMorpholinos in die Zygote erzielt. Morpholinos sind RNA-Moleküle, die spezifisch an die mRNA desrnZielproteins binden können und die Translation verhindern. Die auftretenden Effekte durch das Fehlenrnder Meprine lassen so Rückschlüsse auf ihre physiologische Funktion zu. Nach der Injektion vonrnMorpholinos gegen Meprin α1 zeigten sich lediglich leichte epidermale Deformationen. Bei Meprin βrnhingegen kam es zu einer massiven Fehlbildung von Organen im Rumpf- und Schwanzbereich. Diesesrnführte zu erheblichen Defekten; die Embryonen starben innerhalb der ersten 24 Stunden nach derrnBefruchtung. Demzufolge müssen Meprin α1 und Meprin β insbesondere an der Gewebsdifferenzierungrnbeteiligt sein. Dies korreliert mit verschiedenen Experimenten, u.a. an knockout Mäusen, ausrndenen hervorgeht, dass die Prozessierung und Aktivierung der Cytokine Interleukin-1β oder Interleukin-rn18 durch Meprin β erfolgen kann.rnDie Injektion von Meprin α2-Morpholinos erbrachte ein weiteres, eindrucksvolles Ergebnis: Das Blutgefäßsystemrnvon injizierten Embryonen war vollständig unterbrochen und es sammelten sich Erythrozytenrnim Bereich der Caudalvene an. Diese Phänotypen gleichen den knockdown-Experimenten mitrndem vascular endothelial growth factor VEGF-A, dem entscheidenden Wachstumsfaktor in der Angiogenesern(Blutgefäßbildung). Eine Inkubation des humanen VEGF-A mit (humanem) rekombinantemrnMeprin α bzw. β führte zu einer differenzierten Prozessierung des Moleküls. Diese Ergebnisse legenrnnahe, dass Meprin α pro-angiogenetisch wirkt, indem es VEGF-A prozessiert und damit die Gefäßbildungrnaktiviert. Aus den Daten dieser Arbeit wird die hohe Signifikanz der Meprine für die Proliferationrnund Differenzierung spezieller Gewebe deutlich, welche somit eine wichtige Grundlage für Studienrnan höheren Vertebraten darstellt.

Die Schleimkeratine TK-alpha and TK-gamma des Zebrabärblings Danio rerio

Die Schleimkeratine TKα und TKγ aus dem Schleimaal Eptatretus stoutii besitzten für Keratine außergewöhnliche Eigenschaften. In speziellen Drüsen reifen die Schleimkeratine zu 3 µm dicken und bis zu 60 cm langen kabelartigen Filamenten heran und werden anschließend zur Feindabwehr ins umgebende Wasser extrazellulär sezerniert, wodurch die viskoelastischen Eigenschaften des Schleims modifiziert werden. Mittlerweile wurden die Schleimkeratine auch in höheren Wirbeltiergruppen (Knochenfische und Amphibien) entdeckt. Zu Beginn meiner Promotion war jedoch bis auf EST-Verteilungsprofile noch nichts über die Expression und Funktion der Schleimkeratine in diesen Organismen bekannt. rnIm Rahmen meiner Arbeit wurden die Schleimkeratine TKα und TKγ erstmalig im Zebrabärbling Danio rerio identifiziert und näher charakterisiert. Mittels rekombinanter Expression wurden TKα und TKγ in ausreichenden Mengen hergestellt und auf ihre Bindungseigenschaften hin untersucht. Hierbei konnte ich zeigen, dass TKα und TKγ einerseits miteinander Heteromere formen und andererseits, dass das TKα in der Lage ist, auch homopolymere Strukturen auszubilden. Letztere Eigenschaft wurde bisher noch bei keinem bekannten cytoplasmatischen Keratin beschrieben. Ergänzend zu diesen Untersuchungen wurde eine Expressionsanalyse durchgeführt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Schleimkeratine im Zebrabärbling nicht extrazellulär sezerniert werden und zum anderen keine höheren, kabelartigen Strukturen ausformen. Vielmehr werden die Schleimkeratine bei adulten Tieren in den basalen Zellschichten der Epidermis exprimiert, welche keinen mechanischen Schutz in Form von Schuppen aufweisen (Stirnhautepidermis, Epidermis in Geweben zwischen den Flossenstrahlen). Innerhalb dieser Zellen formen die Schleimkeratine ein filamentöses Netzwerk aus, dass sich an der basalen Zellseite konzentriert. Eine mögliche Funktion von TKα und TKγ könnte demnach in der Erhöhung der mechanischen Integrität von stark beanspruchten Geweben liegen, die keinen Schutz in Form von Schuppen aufweisen. So werden TKα und TKγ in larvalen Entwicklungsstadien in der Epidermis, sowie im mechanisch stark beanspruchten Notochord koexprimiert. rnDa das Notochord im Zebrabärbling auch in entwicklungsbiologischen Vorgängen eine entscheidende Rolle spielt und weiterhin in aktuellen Untersuchungen am glatten Krallen-frosch Xenopus laevis Funktionen der Schleimkeratine TKα und TKγ innerhalb von Degenerationsprozessen während der Metamorphose nachgewiesen werden konnten, sind auch im Zebrabärbling Danio rerio Funktionen der Schleimkeratine TKα und TKγ im Rahmen von Entwicklungsprozessen denkbar.rn

Preference for structured environment in zebrafish (Danio rerio) and checker barbs (Puntius oligolepis)

Information about the welfare and husbandry of pet and laboratory fish is scarce although millions of fish are sold in pet shops and used in laboratory research every year. Inadequate housing conditions can cause behavioural problems also in fish since they are complex animals with sophisticated behaviour. In this study, we investigated the influence of environmental complexity on compartment preference and behaviour in zebrafish (Danio rerio) and checker barbs (Puntius oligolepis). For the preference test, large aquaria were divided by two semi-transparent walls of Plexiglas into an empty compartment, a structured compartment enriched with plants and clay pots, and a smaller compartment in-between, where food was provided. For observation, the empty and structured compartments were divided into six zones of similar size by defining three vertical layers and two horizontal areas (back vs. front area). Seven groups of six to nine zebrafish and seven groups of seven or eight checker barbs were observed on four days each (within a time period of ten days) to assess compartment use and activity, and to assess behavioural diversity and use of zones within compartments. Both zebrafish and checker barbs showed a significant preference for the structured compartment. Nevertheless, in neither species did behavioural diversity differ between the empty and structured compartment. Zebrafish used all zones in both compartments to the same extent. Checker barbs, however, used the structured compartment more evenly than the empty compartment, where they mainly used the lower and middle zones. These results suggest that zebrafish and checker barbs have a preference for complex environments. Furthermore, they indicate that the behavioural and ecological needs of fish may vary depending on species, and recommendations for husbandry should be specified at species level. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Concentration- and time-dependent effects of the synthetic estrogen, 17alpha-ethinylestradiol, on reproductive capabilities of the zebrafish, Danio rerio

Partial or full life-cycle tests are needed to assess the potential of endocrine-disrupting compounds (EDCs) to adversely affect development and reproduction of fish. Small fish species such as zebrafish, Danio rerio, are under consideration as model organisms for appropriate test protocols. The present study examines how reproductive effects resulting from exposure of zebrafish to the synthetic estrogen 17alpha-ethinylestradiol (EE2) vary with concentration (0.05 to 10 ng EE2 L(-1), nominal), and with timing/duration of exposure (partial life-cycle, full life-cycle, and two-generation exposure). Partial life-cycle exposure of the parental (F1) generation until completion of gonad differentiation (0-75 d postfertilization, dpf) impaired juvenile growth, time to sexual maturity, adult fecundity (egg production/female/day), and adult fertilization success at 1.1 ng EE2 L(-1) and higher. Lifelong exposure of the F1 generation until 177 dpf resulted in lowest observed effect concentrations (LOECs) for time to sexual maturity, fecundity, and fertilization success identical to those of the developmental test (0-75 dpf), but the slope of the concentration-response curve was steeper. Reproduction of zebrafish was completely inhibited at 9.3 ng EE2 L(-1), and this was essentially irreversible as a 3-mo depuration restored fertilization success to only a very low rate. Accordingly, elevated endogenous vitellogenin (VTG) synthesis and degenerative changes in gonad morphology persisted in depurated zebrafish. Full life-cycle exposure of the filial (F2) generation until 162 dpf impaired growth, delayed onset of spawning and reduced fecundity and fertilization success at 2.0 ng EE2 L(-1). In conclusion, results show that the impact of estrogenic agents on zebrafish sexual development and reproductive functions as well as the reversibility of effects, varies with exposure concentration (reversibility at < or = 1.1 ng EE2 L(-1) and irreversibility at 9.3 ng EE2 L(-1)), and between partial and full life-cycle exposure (exposure to 10 ng EE2 L(-1) during critical period exerted no permanent effect on sexual differentiation, but life-cycle exposure did).