Poiché il numero di nuovi prodotti chimici utilizzati nell'industria, prodotti alimentari e di consumo è in costante aumento, così è il rilascio di sostanze chimiche nell'ambiente, e la necessità di comprendere gli effetti negativi delle miscele chimiche diventa sempre più urgente. Inoltre, le sostanze chimiche possono agire in combinazione con fattori di stress non chimici (ad es. radiazione, temperatura, pH ecc.) per produrre effetti di stress multipli inaspettati. Anche se la concentrazione o la dose di ogni singolo fattore di stress può essere bassa nell'ambiente, il potenziale per gli effetti dannosi della miscela di fattori di stress ha preoccupato i ricercatori per anni. Nessuno è ancora stato pienamente in grado di prevedere gli effetti di molteplici fattori di stress; ma un nuovo concetto e approccio sviluppato dai ricercatori dell'Istituto norvegese per la ricerca sull'acqua (NIVA) è probabilmente un passo nella giusta direzione.

"Capire come i fattori di stress a basse concentrazioni o dosi interagiscono tra loro, e come l'interazione influenza un organismo, è stata una grande sfida. Come primo passo per rispondere a questo, abbiamo sviluppato un approccio per svelare le interazioni dei fattori di stress a livello molecolare, "dice il ricercatore You Song della NIVA.

L'approccio è stato sviluppato da Song e dai colleghi di NIVA, l'Università norvegese delle scienze della vita e l'Università di Gand. Oltre a questo nuovo approccio, il team di ricerca ha anche proposto un nuovo flusso di lavoro per utilizzare al massimo i dati genomici ad alto contenuto (HC) per comprendere gli effetti cocktail dei fattori di stress ambientali:

"Il nuovo approccio renderà più facile rivelare potenziali interazioni tra i fattori di stress. Tali informazioni sono cruciali per la valutazione del rischio cumulativo di sostanze chimiche e fattori di stress non chimici, che è la base per la valutazione del rischio cumulativo e il processo decisionale normativo, "Spiega la canzone.

Collegamento dell'esposizione a geni e funzioni biologiche

Per il loro studio, Song e colleghi hanno esposto il salmone atlantico alle radiazioni gamma e all'uranio impoverito, e hanno studiato gli effetti sull'espressione genica nel fegato dei pesci. Hanno scoperto che più di 3000 geni erano espressi in modo differenziale nei pesci esposti e sono stati in grado di collegare alcuni dei geni espressi in modo diverso a determinate funzioni biologiche come la risposta allo stress ossidativo, danno al DNA, cancerogenesi e altre vie di tossicità.

- Abbiamo ottenuto alcuni risultati interessanti quando abbiamo studiato l'espressione genica. Per esempio, per alcuni geni, la combinazione di radiazioni gamma ed esposizione all'uranio porta a cambiamenti sinergici dell'espressione genica, anche se le due esposizioni singolarmente non hanno portato a cambiamenti significativi dello stesso gene, La canzone spiega.

"Risultati come questo, e tutti gli altri dati ottenuti dall'analisi dell'espressione genica, sono pezzi di un puzzle che possiamo usare per comprendere meglio il meccanismo alla base del modo in cui i fattori di stress, e l'interazione tra fattori di stress, potenzialmente portare a determinati effetti negativi, "dice Knut Erik Tollefsen, ricercatore senior presso NIVA.

Dalle molecole alla popolazione

Nonostante i risultati promettenti, il metodo sviluppato da Song e colleghi può ancora essere utilizzato solo per interpretare gli effetti tossici a livello molecolare. Ma Song ritiene che nel prossimo futuro saranno ulteriormente sviluppati approcci migliori per l'estrapolazione tra gli effetti genomici e quelli sull'organismo. in modo che possa essere utilizzato per prevedere i molteplici effetti stressanti anche a livello di organismo o di popolazione.

"Vi è l'esigenza di ridurre i test sugli animali in futuro. L'uso di approcci alternativi come la tossicogenomica, lo screening in vitro ad alto rendimento (HTS) e i modelli di previsione computazionale mostrano promesse di soddisfare questo requisito, "You Song conclude.