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Action of uranium on pre implanted mouse embryos; Accion del uranio sobre los embriones de preimplantacion de raton

Thesis/Dissertation:

Abstract

The cultured preimplantation embryos are normally employed to evaluate the effects of environmental pollutants specially metals. Embryos were obtained from hybrid females CBA x C57 Bl following induction of super ovulation. They were incubated from 1 cell stage during 120 hs. in M16 cultured medium. Three different experiments were carried out: A, B and C using uranyl nitrate UO{sub 2}(NO{sub 3}){sub 2} 6H{sub 2}O as source of uranium. In experiment 'A' the embryos were cultivated in the same culture dish containing final U concentrations of 13, 26, 52, 104 and 208 {mu}gU/ml. In experiment 'B' embryos in a one cell stage were placed in culture medium with uranyl nitrate with final U concentrations of 26, 52, 104 {mu}gU/ml. After 24 hours those embryos which had reached the two-cell stage were transferred to another culture dish to which fresh solutions of uranyl nitrate were added, maintaining the same concentrations of the previous one. In experiment 'C' the embryos were cultivated containing final U concentrations of 26, 52 and 104 {mu}gU/ml and they were transferred to another culture dish every day to which fresh solutions of uranyl nitrate were added. Different embryos parameters were analyzed: 1) Development grade; 2) Number of cell  More>>
Authors:
Kundt, Miriam S [1] 
  1. Comision Nacional de Energia Atomica, General San Martin (Argentina). Dept. de Radiobiologia
Publication Date:
Jul 01, 2001
Product Type:
Thesis/Dissertation
Resource Relation:
Other Information: TH: Tesis (Dr. en Ciencias Naturales); 134 refs., figs., tabs
Subject:
60 APPLIED LIFE SCIENCES; BIOLOGICAL RADIATION EFFECTS; CULTURE MEDIA; DNA; EMBRYONIC CELLS; EMBRYOS; FEULGEN METHOD; IN VITRO; MICE; PLOIDY; PRENATAL EXPOSURE; TOXICITY; URANIUM; URANYL NITRATES
OSTI ID:
21066069
Research Organizations:
La Plata Univ. Nacional (Argentina)
Country of Origin:
Argentina
Language:
Spanish
Other Identifying Numbers:
TRN: AR08C0033080138
Availability:
Available from Centro de Informacion CAC, Centro Atomico Constituyentes, Comision Nacional de Energia Atomica (AR)
Submitting Site:
INIS
Size:
123 pages
Announcement Date:
Sep 13, 2008

Thesis/Dissertation:

Citation Formats

Kundt, Miriam S. Action of uranium on pre implanted mouse embryos; Accion del uranio sobre los embriones de preimplantacion de raton. Argentina: N. p., 2001. Web.
Kundt, Miriam S. Action of uranium on pre implanted mouse embryos; Accion del uranio sobre los embriones de preimplantacion de raton. Argentina.
Kundt, Miriam S. 2001. "Action of uranium on pre implanted mouse embryos; Accion del uranio sobre los embriones de preimplantacion de raton." Argentina.
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title = {Action of uranium on pre implanted mouse embryos; Accion del uranio sobre los embriones de preimplantacion de raton}
author = {Kundt, Miriam S}
abstractNote = {The cultured preimplantation embryos are normally employed to evaluate the effects of environmental pollutants specially metals. Embryos were obtained from hybrid females CBA x C57 Bl following induction of super ovulation. They were incubated from 1 cell stage during 120 hs. in M16 cultured medium. Three different experiments were carried out: A, B and C using uranyl nitrate UO{sub 2}(NO{sub 3}){sub 2} 6H{sub 2}O as source of uranium. In experiment 'A' the embryos were cultivated in the same culture dish containing final U concentrations of 13, 26, 52, 104 and 208 {mu}gU/ml. In experiment 'B' embryos in a one cell stage were placed in culture medium with uranyl nitrate with final U concentrations of 26, 52, 104 {mu}gU/ml. After 24 hours those embryos which had reached the two-cell stage were transferred to another culture dish to which fresh solutions of uranyl nitrate were added, maintaining the same concentrations of the previous one. In experiment 'C' the embryos were cultivated containing final U concentrations of 26, 52 and 104 {mu}gU/ml and they were transferred to another culture dish every day to which fresh solutions of uranyl nitrate were added. Different embryos parameters were analyzed: 1) Development grade; 2) Number of cell per embryo and metaphases index; and 3) Embryo ploidy. 1) Embryos were observed each 24 hs. to evaluate development grade: 2, 4 and 8 cell stage, morula, early -expanded- hatched blastocysts and atresic embryos. No significant differences were observed in the proportion of embryos arrested either in the one-cell or in the two cell stages in control culture medium regarding different concentrations of U, in a total of 4388 embryos analyzed. From 2 cell stage, moment that the embryo begins to synthesize its own ARNm, the delay in embryonic development increased dose dependent. On the other hand, the toxicological effects in the same concentration are increase from 'A' treatment to 'C' treatment. Embriotoxicology effects are evidenced by an increment in percentage of atresic embryos and decrease in blastocyst formation. 2) Number of cell per embryo was evaluated in B treatment at 72, 96 and 120 hs. of culture. Only embryos with normal development were analyzed. The number of cells per embryo decrease dose dependent with respect to control and the same way the mitotic index. 3) The DNA content was evaluated in 429 individual fixed nucleus stained with Feulgen from normal morula stage at 72 hs. of culture in B treatment. The nucleus corresponding to 21 control morula and 16 treated morula was evaluated cytophotometrically. The 99.55% of control embryos showed a polar body (PB), for this reason only embryos with one haploid nuclei were considered as normal and analyzed. It was developed in an original model to identify embryo toxicity using the PB as ploidy pattern. The PB study showed that it has properties as an excellent indicator of internal ploidia: it is present from the moment of the conception, easily recognizable in the perivitelin space in the embryo of one-two cells, remaining in interface during the preimplantation development, it is haploid (1n {+-} 0.1) and digitalized pixel by pixel PB study showed the homogeneity of this type of cell, giving a reliable value of ploidy. The result showed that the blastomeres have suffered a loss dose dependent from the content of DNA attributable to uranium effects. The hipoploidy was increased in 3.45; 44.45 and 50.34% of embryos at 26, 52 and 104 {mu}gU/ml respectively. The contribution of this work is to show the cytotoxic, genotoxic and embryotoxic effects of uranium from cellular and embryo development aspects. It is shown that the model used is extremely sensitive and it contributes to new and original data to interpret the mechanisms of action of uranium as environmental and occupational pollutant, being considered that it could be used for understanding the effects and mechanisms of action of other compounds. (author) [Spanish] Los embriones de preimplantacion cultivados in vitro son empleados desde hace algun tiempo para evaluar los efectos de contaminantes ambientales, en especial metales. En este trabajo se ha utilizado este modelo para presentar los efectos citotoxicos, embriotoxicos y genotoxicos del uranio. Los embriones fueron obtenidos mediante superovulacion de hembras hibridas CBA x C57 Bl, apareadas luego con machos NIH y cultivados en medio M16 como medio control. Tres experimentos diferentes se llevaron adelante 'A', 'B' y 'C' utilizando nitrato de uranilo hexahidratado UO{sub 2}(NO{sub 3}){sub 2} 6H{sub 2}O como fuente de uranio. En el experimento 'A' los embriones desde el estadio de una celula se cultivaron durante 120 hs. en la misma placa, conteniendo una concentracion final de uranio de 13, 26, 52, 104 y 208 {mu}gU/ml. En el experimento 'B' los embriones fueron puestos a cultivar desde el estadio de una celula a una concentracion final de uranio de 26, 52 y 104 {mu}gU/ml, a las 24 hs. de cultivo los embriones que pasaron a 2 celulas fueron cambiados a una placa preparada nuevamente, manteniendo las mismas concentraciones de uranio que la anterior, hasta finalizar el periodo de incubacion de 120 hs. En el experimento 'C' los embriones fueron puestos a cultivar desde el estadio de una celula a una concentracion final de uranio de 26, 52 y 104 {mu}gU/ml y fueron cambiados de placa de cultivo cada 24 hs., manteniendo estas placas nuevas las mismas concentraciones de uranio que la primera y el cultivo finalizo a las 72 hs. El clivaje embrionario desde 1 celula a 2 celulas no se ha visto estadisticamente afectado respecto del control, en los 4388 embriones analizados, en los diferentes tratamientos y las diferentes concentraciones de uranio empleadas. Desde el clivaje de 2 celulas en adelante, momento que el embrion comienza a sintetizar su propio ARNm, el retraso en el desarrollo embrionario, el grado de fragmentacion, el porcentaje de embriones atresicos y las malformaciones embrionarias se incrementaron de forma dosis dependiente y desde el tratamiento 'A' hacia el tratamiento 'C'. Se observo que a iguales concentraciones de uranio, los efectos toxicologicos se incrementan desde el tratamiento 'A' hacia el tratamiento 'C'. El contenido de ADN fue evaluado en nucleos individualmente fijados de morulas compactas de 72 hs. de cultivo del tratamiento 'B'. Para la medicion se empleo un estudio citofotometrico utilizando la tincion de Feulgen. Se desarrollo de forma original un modelo para identificar genotoxicidad embrionaria, utilizando el corpusculo polar (CP) del embrion como patron de ploidia. El CP es un indicador haploide desde el momento de la concepcion y permanece como nucleo interfasico durante el desarrollo preimplantacional. El contenido de ADN fue medido sobre los nucleos de 21 morulas control y 16 morulas con uranio. El 99.55% de los embriones control analizados mostro un CP. Del analisis realizado sobre el CP se desprende que es una celula facil de detectar que se encuentra presente en todos los embriones, que su ausencia denota problemas geneticos en el ovulo, de facil lectura, con una muy baja dispersion en las mediciones (1n {+-} 0.1), que por no estar sujeto a los ciclos de la mitosis como el resto de las blastomeras su contenido de ADN permanece intacto durante todo el desarrollo de preimplantacion y su medicion se realiza dentro del mismo ambito celular que el resto de las blastomeras. Esto lo ha transformado en una celula altamente confiable, desestimando el uso de cualquier otro tipo de celula como referencia de ploidia como es lo habitual en este tipo de mediciones. El 100% de los embriones analizados con uranio utilizando el CP como referente interno de ploidia, demuestra que las blastomeras han sufrido una perdida dosis dependiente del contenido de ADN atribuible a los efectos del uranio. De los 244 nucleos control medidos surge que el 2.9% de ellos son hipoploides. Observamos en los embriones cultivados con uranio que la hipoploidia se incrementa de forma dosis dependiente a 3,45; 44,45 y 50.34, en las concentraciones de 26, 52 y 104 {mu}gU/ml respectivamente. Para este tipo de estudios, las mediciones citofotometricas resultan ser mas eficaces que las tecnicas citogeneticas tradicionales, dado que este metodo permite evaluar todos los nucleos sin importar el momento del ciclo celular en que se encuentran. Estos datos demuestran que una buena morfologia embrionaria no necesariamente se relaciona con una buena calidad genetica. El aporte de este trabajo es mostrar los efectos citotoxicos, genotoxicos y embriotoxicos del uranio, desde los aspectos del ambito celular y del desarrollo, como asi tambien los efectos sobre un grupo de celulas totipotenciales como son las celulas embrionarias. Se muestra que el modelo empleado es sumamente sensible y aporta nuevos y originales datos para interpretar los mecanismos de accion del uranio como contaminante ambiental y ocupacional considerandose que podria emplearse para la comprension de los efectos y mecanismos de accion de otros compuestos. (autor)}
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