Het effect van cadmium op het moleculaire niveau bij M.lignano

Abstract

Cadmium is een toxisch metaal dat bij zowel mens als dier ernstige schade kan veroorzaken aan ondermeer de longen, de nier, de lever en het botweefsel. Deze schade is het gevolg van de effecten op cellulair niveau, waar het metaal oxidatieve stress induceert. Oxidatieve stress is een onevenwicht tussen de pro- en anti-oxidanten in de cel, waardoor een overschot aan pro-oxidanten ontstaat. Dit leidt tot de oxidatie van proteïnen, lipiden en DNA. Een cel beschikt over verschillende beschermingsmechanismen, waaronder het anti-oxidatief systeem met enzymen, zoals catalase en superoxidedismutase, en metabolieten, zoals glutathion en vitamine E. Verder kunnen er ook heat-shock proteïnen geïnduceerd worden om de cel te beschermen, en herstellen indien nodig. In deze scriptie werd onderzoek verricht naar de effecten van blootstelling aan Cd op het cellulaire niveau bij het modelorganisme Macrostomum lignano. Momenteel wordt M. lignano reeds gebruikt als modelorganisme in ontogenetische studies, in onderzoek naar regeneratie en stamceldynamiek en in evolutionaire studies. Dankzij een EST-databank, die pas recent publiek beschikbaar werd gesteld, kan het onderzoek naar achterliggende, moleculaire effecten gestart worden. Het onderzoek dat in deze scriptie wordt voorgesteld vormt een eerste verkennende studie van moleculaire effecten veroorzaakt door Cd, een type onderzoek dat nog bij geen enkele platwormsoort werd uitgevoerd. In eerste instantie was het noodzakelijk de lysis van het weefsel en de RNA extractie te optimaliseren. Hieruit kon besloten worden dat het mogelijk is om RNA te isoleren uit kleine hoeveelheden materiaal door de stalen te malen en vervolgens gebruik te maken van de ‘RNeasy mini kit’ (Qiagen, Venlo). Als tweede werd de LC50-waarde van Cd bij M. lignano bepaald over 1 dag en 5 dagen. Vervolgens werd er gezocht naar genen die stabiel blijven tijdens de behandeling met Cd met geNormTM en NormFinder, en dus het meest aangewezen zijn om gebruikt te worden als referentiegenen in dit experiment. Hieruit blijkt dat -tubuline, caseïne kinase 2 en cytochroom c oxidase subeenheid IV de meest geschikte referentiegenen zijn. Bij analyse van de genexpressie van catalase, calmoduline, heat-shock proteïne 60 en 90 werden er geen significante verschillen gevonden na Cd blootstelling. Tenslotte werden er reactieve zuurstofvormen in vivo gedetecteerd bij M. lignano. H2O2 komt voornamelijk aan de meest frontale lichaamswand en in de vesicula seminalis voor, O2 -° is meer verspreid over het hele lichaam, maar ontbreekt in de gonaden.