Toxicologie

Utilisation d’approches cellulaires pour des informations plus approfondies sur l’évaluation de la toxicité

Qu’est-ce que la toxicologie ?

La toxicologie est l’étude des effets indésirables des produits chimiques naturels ou artificiels sur les organismes vivants. C’est une préoccupation croissante dans le monde actuel, car nous sommes exposés à de plus en plus de produits chimiques, à la fois dans notre environnement et dans les produits que nous utilisons.

Nombre de ces produits chimiques sont connus pour être nocifs pour la santé humaine et des preuves existent qu’ils peuvent être liés à un large éventail de maladies neurodéveloppementales et neurodégénératives telles que l’autisme et la maladie de Parkinson.

La toxicologie est donc une science vitale qui nous aide à naviguer dans un environnement chimique en constante évolution.

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Développement de médicaments plus sûr et plus rapide grâce aux méthodes d’évaluation de la toxicité cellulaire

L’étude des substances toxiques et de leurs effets sur les organismes vivants est essentielle pour développer des médicaments sûrs et comprendre les conséquences de l’exposition à des produits chimiques toxiques sur la santé. Les toxicologues travaillent à la pointe de la science, à la recherche de nouvelles façons d’identifier et d’évaluer les risques posés par les substances potentiellement dangereuses. Dans de nombreux cas, leur travail conduit directement à une amélioration de la santé et de la sécurité publiques.

L’évaluation de la toxicité joue un rôle essentiel dans le développement de nouveaux médicaments, car de nombreux traitements potentiels s'avèrent toxiques lors des essais cliniques de stade précoce. En fait, plus d’un tiers des médicaments en développement échouent en raison de leur toxicité, ce qui rend la détection précoce essentielle pour mettre sur le marché des traitements sûrs et efficaces.

Bien que les tests de toxicité chez la souris et le rat représentent la méthode standard pour évaluer la sécurité d’emploi d’un nouveau médicament, cette approche présente des limites. Les études animales sont lentes, car seulement quelques composés peuvent être testés à la fois. En outre, la physiologie de l'être humain est assez différente de celle des animaux, donc les résultats obtenus ne sont souvent pas représentatifs.

Le passage aux tests cellulaires permet de tester rapidement plusieurs produits chimiques et représente mieux la biologie humaine. Les organoïdes 3D sont particulièrement utiles en raison de leur grande complexité et de leur meilleure ressemblance à la structure et au fonctionnement des tissus humains. Par conséquent, s’éloigner des tests sur les animaux et se tourner vers des méthodes cellulaires pourrait fournir des résultats plus précis, économiser du temps, de l’argent et, plus important encore, sauver des vies.

 

Tests de toxicité cellulaire

  • Tests de santé cellulaire          
    Ces tests peuvent être réalisés dans un format de culture cellulaire traditionnel en utilisant des lignées cellulaires ou des cellules primaires ou en utilisant des cellules souches iPSC plus sophistiquées. Les cellules sont exposées à des substances chimiques dans des plaques multi-puits, et la santé et la mort cellulaires peuvent être évaluées à l’aide de tests MTT, de tests glow de titre cellulaire, de tests de lecteur de plaques, de méthodes d’imagerie, de tests live-dead et de tests d’apoptose.        
     
  • Tests de viabilité et de morphologie cellulaire          
    Les cellules sont évaluées par imagerie, où la numération cellulaire, la surface cellulaire ou la forme nucléaire peuvent être utilisées pour l’évaluation des effets toxiques potentiels.         
     
  • Excroissance des neurites          
    L’analyse haut contenu peut être utilisée pour détecter la mort cellulaire, ainsi que pour mesurer la croissance neuronale et le bourgeonnement afin d’évaluer et de déterminer les effets toxiques plus complexes sur les cellules neuronales.         
     
  • Changements au niveau des organites cellulaires          
    Les changements de la forme nucléaire, des micronuclei et la perturbation des mitochondries peuvent être quantifiés en utilisant l’imagerie automatisée et des outils d’imagerie avancés. Il s’agit d’études sophistiquées, mais qui fournissent d’excellents résultats.         
     
  • E-Phys, imagerie CA2+ et autres tests fonctionnels          
    Il est important de détecter l’impact des substances chimiques sur le fonctionnement des cellules. De nombreux agents toxiques sont des inhibiteurs des canaux ioniques. Par conséquent, les effets toxiques potentiels peuvent être détectés par électrophysiologie et imagerie du calcium.

 

 

Évaluation intégrée in vitro de la cardiotoxicité

Ce flux de travail permet d’illustrer un test in vitro intégré utilisant des cardiomyocytes dérivés d’iPSC humaines pour le criblage haut débit de plusieurs classes diverses de produits chimiques environnementaux et de médicaments (c.-à-d. bibliothèque de criblage NTP). Les effets chimiques sur la contractilité des cardiomyocytes ont été déterminés par des mesures de flux de Ca2+ en association avec l’imagerie haut contenu pour évaluer les effets dépendants de la concentration sur la physiologie des cardiomyocytes, le potentiel membranaire mitochondrial et la viabilité cellulaire. Des descripteurs phénotypiques ont été utilisés pour le profilage quantitatif de la toxicité. Et pour l’évaluation des données, les valeurs de concentration peuvent être utilisées pour le regroupement de bioactivité et le classement des produits chimiques, et visualisées avec un logiciel d’interprétation des données.

 

Flux de travail pour les évaluations de toxicologie

 

En savoir plus sur cette étude, Évaluation in vitro de la cardiotoxicité des produits chimiques dans l’environnement à l’aide d’un modèle dérivé de cellules souches pluripotentes induites humaines organotypiques.

 

Sujets présentés pour faire avancer vos recherches sur l’évaluation de la toxicité

Chez Molecular Devices, nous savons que pour obtenir de meilleures informations, vous avez besoin des bons outils d’évaluation de la toxicité. C’est pourquoi nous proposons une gamme de solutions conçues pour enregistrer les données de diverses manières. Nos instruments d’imagerie prennent des images des cellules et permettent une analyse détaillée, tandis que nos instruments ePhys permettent des lectures cinétiques rapides. Nos lecteurs de plaques peuvent prendre des mesures en mode luminescence, fluorescence ou d’autres modes de lecture, et notre solution d’automatisation permet d’augmenter la vitesse et l’efficacité des tests. De plus, nos outils d’analyse permettent de détecter les changements et de fournir une analyse statistique de base. Avec les bons outils de Molecular Devices, vous pourrez obtenir les informations dont vous avez besoin pour amener vos recherches au niveau supérieur.

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