Detecting Neurodevelopmental Toxicity of Domoic Acid and Ochratoxin A Using Rat Fetal Neural Stem Cells

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dc.contributor.author

Gill, Santokh

Kumara, Ruvin V.M.

dc.date.accessioned

2024-03-16T01:29:43Z

dc.date.available

2024-03-16T01:29:43Z

dc.date.issued

2019-10-04

dc.description.abstract - en

Currently, animal experiments in rodents are the gold standard for developmental neurotoxicity (DNT) investigations; however, testing guidelines for these experiments are insufficient in terms of animal use, time, and costs. Thus, alternative reliable approaches are needed for predicting DNT. We chose rat neural stem cells (rNSC) as a model system, and used a well-known neurotoxin, domoic acid (DA), as a model test chemical to validate the assay. This assay was used to investigate the potential neurotoxic effects of Ochratoxin A (OTA), of which the main target organ is the kidney. However, limited information is available regarding its neurotoxic effects. The effects of DA and OTA on the cytotoxicity and on the degree of differentiation of rat rNSC into astrocytes, neurons, and oligodendrocytes were monitored using cell-specific immunofluorescence staining for undifferentiated rNSC (nestin), neurospheres (nestin and A2B5), neurons (MAP2 clone M13, MAP2 clone AP18, and Doublecortin), astrocytes (GFAP), and oligodendrocytes (A2B5 and mGalc). In the absence of any chemical exposure, approximately 46% of rNSC differentiated into astrocytes and neurons, while 40% of the rNSC differentiated into oligodendrocytes. Both non-cytotoxic and cytotoxic concentrations of DA and OTA reduced the differentiation of rNSC into astrocytes, neurons, and oligodendrocytes. Furthermore, a non-cytotoxic nanomolar (0.05 µM) concentration of DA and 0.2 µM of OTA reduced the percentage differentiation of rNSC into astrocytes and neurons. Morphometric analysis showed that the highest concentration (10 μM) of DA reduced axonal length. These indicate that low, non-cytotoxic concentrations of DA and OTA can interfere with the differentiation of rNSC.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Actuellement, les expérimentations animales sur les rongeurs constituent la référence en matière d’investigations sur la neurotoxicité développementale (DNT) ; cependant, les lignes directrices relatives aux tests pour ces expériences sont insuffisantes en termes d'utilisation des animaux, de temps et de coûts. Ainsi, des approches alternatives fiables sont nécessaires pour prédire le DNT. Nous avons choisi des cellules souches neurales de rat (rNSC) comme système modèle et avons utilisé une neurotoxine bien connue, l'acide domoïque (DA), comme modèle chimique d'essai pour valider le test. Ce test a été utilisé pour étudier les effets neurotoxiques potentiels de l’ochratoxine A (OTA), dont le principal organe cible est le rein. Cependant, peu d’informations sont disponibles concernant ses effets neurotoxiques. Les effets de la DA et de l'OTA sur la cytotoxicité et sur le degré de différenciation des rNSC de rat en astrocytes, neurones et oligodendrocytes ont été surveillés à l'aide d'une coloration par immunofluorescence spécifique des cellules pour les rNSC indifférenciées (nestine), les neurosphères (nestine et A2B5), les neurones (MAP2 clone M13, clone MAP2 AP18 et Doublecortin), astrocytes (GFAP) et oligodendrocytes (A2B5 et mGalc). En l'absence de toute exposition chimique, environ 46 % des rNSC se sont différenciés en astrocytes et neurones, tandis que 40 % des rNSC se sont différenciés en oligodendrocytes. Les concentrations non cytotoxiques et cytotoxiques de DA et d'OTA ont réduit la différenciation des rNSC en astrocytes, neurones et oligodendrocytes. De plus, une concentration nanomolaire non cytotoxique (0,05 µM) de DA et 0,2 µM d’OTA a réduit le pourcentage de différenciation des rNSC en astrocytes et neurones. L'analyse morphométrique a montré que la concentration la plus élevée (10 μM) de DA réduisait la longueur axonale. Ceux-ci indiquent que de faibles concentrations non cytotoxiques de DA et d’OTA peuvent interférer avec la différenciation des rNSC.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.3390/md17100566

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2164

dc.language.iso

en

dc.publisher

MDPI

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

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Detecting Neurodevelopmental Toxicity of Domoic Acid and Ochratoxin A Using Rat Fetal Neural Stem Cells

dc.type - en

Article

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