Embriões de peixe-zebra como modelo in vivo confiável para avaliar a indução de neurotoxicidade ou neuroproteção de bioativos de produtos naturais

Dissertação de mestrado em Genética MolecularOs produtos naturais (ou de ocorrência natural) podem desempenhar um papel duplo no sistema nervoso central (SNC), dependendo do seu comportamento como agentes neurotóxicos ou neuroprotetores. A exposição a agentes neurotóxicos durante o desenvolvimento embrionário pode causar danos irreparáveis a curto e longo prazo aos animais vertebrados, incluindo seres humanos, pois podem afetar o SNC e a barreira hematoencefálica. A suscetibilidade relatada do SNC durante a embriogénese sugere que pode haver uma janela crítica de exposição durante o desenvolvimento do cérebro. Também foi argumentado que a estimulação precoce da vida através de “stressores” ambientais pode desencadear desvios genéticos ou epigenéticos com o potencial de induzir variações no desenvolvimento neurológico. A neuroproteção contra um insulto implica uma estratégia capaz de evitar possíveis danos neuronais no SNC que possam ocorrer, naturalmente ou não, como é o caso de lesões neurais típicas de doenças neurodegenerativas. Algumas entidades químicas podem de fato ter efeitos opostos, dependendo do seu contexto. Metodologias otimizadas para avaliar adequadamente a sua bioatividade in vivo são cruciais. O desenvolvimento inicial do peixe-zebra surge como um modelo alternativo muito atraente para atingir esse objetivo. A embriogênese do peixe-zebra é uma alternativa de baixo custo e altamente informativa para avaliar respostas precoces do desenvolvimento associadas à neurotoxicidade, dadas as suas múltiplas vantagens: fertilização ex utero, embriões transparentes permitindo observações em tempo real e desenvolvimento rápido. Além disso, possui características conservadas do desenvolvimento neural dos vertebrados, também o genoma do peixe-zebra foi totalmente sequenciado, possuindo cerca de 70% de correspondência com genes humanos, permitindo a modelagem de doenças genéticas humanas, fazendo assim deste um organismo modelo para avaliar a embrioneurotoxicidade in vivo. No presente trabalho, será composto um modelo in vivo confiável usando embriões de peixe-zebra para avaliar se neurotoxinas naturais e agentes neuroprotetores são muito ou pouco ativos no SNC, e quais são os seus efeitos.Natural (or naturally occurring) products may play a dual role in the central nervous system (CNS) depending on their behavior as neurotoxic or neuroprotective agents. Exposure to neurotoxic agents during embryonic development can cause irreparable short- and long-term damage to animal vertebrates, including humans, as it may affect the CNS and the immature blood brain barrier (BBB). The reported CNS susceptibility during embryogenesis suggests that there may be a critical window of exposure during brain development. It has also been argued that early life stimulation through environmental stressors can trigger genetic or epigenetic deviations with the potential to induce neurodevelopmental variations. Neuroprotection against an ongoing insult implies a strategy capable of avoiding possible neuronal damage in the CNS that may occur, naturally or not, such as is the case of neural lesions typically of neurodegenerative diseases. Some chemical entities may in fact have opposite effects depending on their context. Optimized methodologies to properly evaluate their in vivo bioactivity are therefore crucial. Zebrafish early development emerges as a very attractive alternative model to accomplish such purpose. Zebrafish embryogenesis provides a low-cost and highly informative to evaluate early developmental responses associated with neurotoxicity, given its multiple advantages: ex utero fertilization, transparent embryos that allow observations at real time and rapid development are among the main factors that facilitate its use in toxicity testing for a higher yield. In addition, zebrafish genome has been fully sequenced, possessing approximately 70% of genetic correspondence to human genes, allowing modeling of diseases derived from human genetics; and the conserved characteristics of neural development among vertebrates makes it a model organism to assess embryo neurotoxicity in vivo. In the present work, a reliable in vivo developmental model will be designed by using zebrafish embryos to assess whether natural-derived neurotoxins and neuroprotector agents are very or poorly active in the CNS, and what their effects are