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Il modello zebrafish (Danio rerio): un toolbox interdisciplinare per le biotecnologie e le scienze biomediche
The zebrafish model (Danio rerio): an interdisciplinary toolbox for biotechnology and biomedical sciences
L’utilizzo di modelli animali alternativi non umani per studiarne la fisiologia è fondamentale per tutte le recenti applicazioni biotecnologiche e biomediche. Sebbene il concetto di modello differisca tra le diverse discipline, il modello di vertebrato zebrafish (Danio rerio), un piccolo pesce teleosteo di acqua dolce originario dei fiumi dell’India, è oggi riconosciuto come un “toolbox” pluripotente e transdisciplinare che permette studi di genetica e genomica, fisiologia ed endocrinologia, ecotossicologia, farmacologia, ingegneria tissutale e molto altro, fino all’applicazione nel settore dell’acquacoltura. Nel campo biomedico, lo zebrafish è utilizzato principalmente per acquisire la comprensione di specifiche patologie umane e stati patologici, mentre nel campo più generalmente biotecnologico il suo utilizzo è focalizzato sull’acquisizione di informazioni riguardo meccanismi biologici di base, dello sviluppo oppure eco-fisiologico. L’utilizzo di zebrafish permette sempre più spesso di acquisire conoscenze di alcuni processi biochimici o fisiologici unici, trovando posto sempre più consolidato nella comunità biomedica. Questo è un processo continuo e la convalida del modello va di pari passo con biotecnologie esistenti ed emergenti. Lo zebrafish toolbox è diffuso in tutto il mondo delle scienze biologiche e nel Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche e Ambientali (DiSTeBA) dell’Università del Salento è affermato ormai da circa venti anni come modello fisiologico di base ed applicato. Qui mostriamo alcuni esempi applicativi che sono alla base delle linee di ricerca del Laboratorio di Fisiologia Applicata del DiSTeBA, che vanno dalla tossicologia, genomica e acquacoltura, fino alle applicazioni nanotecnologiche e biomediche per la salute dell’uomo.
The use of alternative non-human animal models to study their physiology is fundamental for all recent biotechnological and biomedical applications. Although the concept of model differs among different disciplines, the zebrafish vertebrate model (Danio rerio), a small freshwater teleost fish native to the rivers of India, is now recognized as a pluripotent and transdisciplinary “toolbox” that allows studies of genetics and genomics, physiology, endocrinology, ecotoxicology, pharmacology, tissue engineering and much more, including applications in the field of aquaculture. In the biomedical field, zebrafish is mainly used to acquire knowledge of specific human pathologies and pathological states, whereas in the more generally biotechnological field its use is more focused on the acquisition of information regarding basic biological, developmental or eco- physiological mechanisms. The consistent use of zebrafish increasingly allows to acquire knowledge about some unique biochemical or physiological processes, finding an increasingly consolidated place in the biomedical community. This is an ongoing process, and the model validation goes hand to hand with already existing and emerging biotechnologies. The zebrafish toolbox is widespread throughout the world of biological sciences, and in the Department of Biological and Environmental Sciences and Technologies (DeBEST) of the University of Salento it has been established for about twenty years as a basic and applied physiological model. Here, we show some application examples that are the basis of the research lines of the Applied Physiology Laboratory of DeBEST, ranging from toxicology, genomics and aquaculture to nanotechnological and biomedical applications for human health.