Absorption de dose de l’exposition aux composés à base de platine et de ruthénium chez le poisson-zèbre par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif avec des applications plus larges

Résumé

L’augmentation du taux d’analyses pharmacocinétiques et toxicocinétiques des métaux et des composés à base de métaux chez le poisson-zèbre peut être avantageuse pour les études de traduction environnementales et cliniques. La limitation de l’absorption inconnue d’exposition à l’eau a été surmontée en effectuant une analyse des métaux traces sur les tissus digérés du poisson-zèbre à l’aide de la spectrométrie de masse plasmatique à couplage inductif.

Résumé

Les métaux et les composés à base de métaux comprennent de multiples xénobiotiques pharmaco-actifs et toxicologiques. De la toxicité des métaux lourds aux agents chimiothérapeutiques, la toxicocinétique de ces composés a une pertinence à la fois historique et moderne. Le poisson-zèbre est devenu un organisme modèle attrayant pour élucider la pharmacocinétique et la toxicocinétique dans les études d’exposition environnementale et de traduction clinique. Bien que les études sur le poisson-zèbre aient l’avantage d’être plus performantes que les modèles de rongeurs, le modèle comporte plusieurs contraintes importantes.

L’une de ces limitations est inhérente au schéma posologique à base d’eau. Les concentrations d’eau de ces études ne peuvent pas être extrapolées pour fournir des dosages internes fiables. Les mesures directes des composés à base de métaux permettent une meilleure corrélation avec les réponses moléculaires et biologiques liées aux composés. Pour surmonter cette limitation pour les métaux et les composés à base de métaux, une technique a été développée pour digérer le tissu larvaire du poisson zèbre après exposition et quantifier les concentrations de métaux dans les échantillons de tissus par spectrométrie de masse plasmatique à couplage inductif (ICPMS).

Les méthodes ICPMS ont été utilisées pour déterminer les concentrations métalliques de platine (Pt) du cisplatine et du ruthénium (Ru) à partir de plusieurs nouveaux agents chimiothérapeutiques à base de Ru dans les tissus du poisson-zèbre. De plus, ce protocole distinguait les concentrations de Pt qui étaient séquestrées dans le chorion de la larve par rapport au tissu du poisson-zèbre. Ces résultats indiquent que cette méthode peut être appliquée pour quantifier la dose de métal présente dans les tissus larvaires. En outre, cette méthode peut être ajustée pour identifier des métaux ou des composés à base de métaux spécifiques dans un large éventail d’études d’exposition et de dosage.

Introduction

Les métaux et les composés à base de métaux continuent d’avoir une pertinence pharmacologique et toxicologique. La prévalence de l’exposition aux métaux lourds et son impact sur la santé ont augmenté de façon exponentielle les recherches scientifiques depuis les années 1960 et ont atteint un niveau record en 2021. Les concentrations de métaux lourds dans l’eau potable, la pollution atmosphérique et l’exposition professionnelle dépassent les limites réglementaires mondiales et demeurent un problème pour l’arsenic, le cadmium, le mercure, le chrome, le plomb et d’autres métaux. De nouvelles méthodes pour quantifier l’exposition environnementale et analyser le développem....

Protocole

La souche AB de poisson-zèbre (Danio rerio) a été utilisée pour toutes les expériences (voir la table des matériaux), et le protocole d’élevage (#08-025) a été approuvé par le Rutgers University Animal Care and Facilities Committee.

1. Élevage de poisson-zèbre

1. Élever et maintenir le poisson-zèbre dans un système d’habitat aquatique en recirculation sur un cycle de lumière:10 h d’obscurité de 14 h.
   1. Purifier l’eau du robinet municipale par filtration au sable et au carbone pour obtenir de l’eau du système de pêche. Maintenir l’eau du système aquatique à 28 °C, <0,05 ppm de nitrite, ....

Résultats

Ces résultats ont déjà été publiés²⁴. Des études sur l’absorption tissulaire ont été menées avec des expositions à base d’eau de cisplatine et d’un nouveau composé anticancéreux à base de Ru, PMC79. La létalité et l’éclosion retardée ont été évaluées pour les concentrations nominales de cisplatine 0, 3,75, 7,5, 15, 30 et 60 mg/L de cisplatine. L’accumulation de Pt dans le tissu de l’organisme a été déterminée par l’analyse icPMS, et le tissu de l’organisme contenait des doses respectives de 0,05, .......

Discussion

Le protocole décrit ici a été mis en œuvre pour déterminer l’administration et l’absorption de médicaments anticancéreux à base de métal contenant du Pt ou du Ru. Bien que ces méthodes aient déjà été publiées, ce protocole traite de considérations et de détails importants pour adapter cette méthodologie à une gamme de composés. Le protocole de l’OCDE, associé à la digestion des tissus et à l’analyse ICPMS, nous a permis de déterminer que le PMC79 était plus puissant que le cisplatine et entraînait une accumulation tissul.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
AB Strain Zebrafish (Danio reri)	Zebrafish International Resource Center	Wild-Type AB	Wild-Type AB Zebrafish
ACS Grade Nitric	Acid VWR BDH Chemicals	BDH3130-2.5LP	Acide nitrique (68-70 %) ; utilisé pour fabriquer 10 % HNO3 solution de bain acide pour tremper/pré-conditionner les tubes de centrifugeuse
Aquatox Fish Diet (Flake)	Zeigler Bros, Inc.		Nourriture en flocons à mélanger dans un rapport de 1:4 d’Aquatox Fish Diet à TetraMin Tropical Flakes et à utiliser comme aliment
Kystes d’artémias, artémias	PentairAES	BS90	Œufs d’artémias vendus en 15 ozz, boîtes emballées sous vide à éclore et à utiliser comme aliment
ASX-510 Échantillonneur automatique pour ICPMS	Teledyne CETAC		Échantillonneur automatique avec mouvement XYZ modulable, station de rinçage fluide et sonde de dimension intérieure de 0,3 mm. Compatible avec le logiciel Nu AttoLab pour les analyses de lots programmables.   ;
Centrifugeuse	Thermo Scientific	CL 2	Thermo Scientific CL 2 Centrifugeuse de paillasse compacte avec plage de vitesse variable jusqu’à 5200 tr/min ; utilisée pour amener l’échantillon et le condensat acide au fond du tube de centrifugation au-delà des intervalles de digestion par micro-ondes ; facilite la rétention des échantillons
Tubes à centrifuger	VWR	21008-105	Tubes à centrifuger en polypropylène ultra haute performance avec bouchon plat ; volume de 15 ml ; étanche à fond
Classe A Flacons filetés en verre transparent Fisherbrand		03-339-25B	Flacons individuels en verre pour le confinement de l’exposition
Dimethyl Sulfoxide	Millipore Sigma	D8418	Solvant ou véhicule pour composés hydrophobes
Mélangeur vortex à vitesse fixe	VWR	10153-834	Mélangeur Vortex ; utilisé pour homogénéiser l’échantillon après digestion et dilution acides
Peroxyde d’hydrogène de haute pureté	Merk KGaA, EDM Millipore	1.07298.0250	Suprapur Peroxyde d’hydrogène (30 %) ; utilisé pour la digestion d’échantillons
Acide nitrique de haute pureté	EDM Millipore	NX0408-2	Omni Trace Ultra Nitric Acid (69 %) ; utilisé pour la digestion d’échantillons
Instant Ocean Sea Salt	Spectrum Brands, Inc.	Océan Instantané® ; La	solution aqueuse d’œuf de sel de mer contient du sel de mer de mer d’océan avec une concentration finale de 60 & micro ; g/ml
Mars X Microwave Digestion System	CEM, Matthews, NC		Système de digestion acide par micro-ondes utilisé pour digérer et homogénéiser des échantillons dans des conditions uniformes. Pour cette méthodologie, la méthode de digestion en récipient ouvert a été réalisée à l’aide de tubes à centrifuger en polypropylène à usage unique de faible puissance (300 W).
Solution multi-éléments 3	SPEX CertiPREP	CLMS-3	contient 10 mg/L Au, Hf, Ir,, Pt, Fu, Sb, Sr, Te, Sn dans 10 % de HCl/1 % de HNO3 ; utilisé comme étalon de contrôle qualité pour les analyses Pt et Ru
Instruments Spectromètre de masse à plasma à couplage inductif haute résolution AttoM (HR-ICP-MS)Nu	Instruments/Amatek		Spectromètre de masse à plasma à plasma à double focalisation à double focalisation avec système de fente flexible à basse et haute résolution et système de détection de plage dynamique. Le traitement et la quantification des données sont effectués à l’aide du logiciel compagnon NuQuant.
Solution étalon de platine (Pt), NIST 3140	National Institute of Standards and Technology	3140	Préparée à partir d’une ampoule contenant 9,996 mg/g de Pt dans 10 % de HCl ; utilisée comme étalon de contrôle de la qualité pour les analyses de Pt
étalon de platine (Pt), monoélément	Étalons de haute pureté	100040-2	Contient 1000 mg/L de Pt dans
solution étalon de chlorhydrate de ruthénium (Ru)	étalons	de haute pureté monoélément100046-2	Contient 1000 mg/L de Ru dans 2 % de HCl
TetraMin Tropical Flakes	Tetra	77101	Aliment en flocons à mélanger dans un rapport de 1:4 entre Aquatox Fish Diet et TetraMin Tropical Flakes et utilisé comme aliment
Acide nitrique de qualité Trace Metal	VWR BDH Chemicals	87003-261	Aristar Plus Acide nitrique (67-70 %) ; utilisé pour la solution de rinçage dans ASX-510 Échantillonneur automatique
Bain-marie à ultrasons	VWR	B2500A-DTH	Bain-marie à ultrasons utilisé pour faciliter la digestion acide avant la digestion par micro-ondes

conique Nu Solution une à 5 %,