Tumori della vescica natatoria nel Medaka ondulato (Oryzias Latipes)

Astratto:Tumori della vescica natatoria sono stati rilevati in tre dei 28 medaka ondulati di circa 2 anni di età, i quali mostravano tutti modelli di nuoto anomali causati dalla curvatura della colonna vertebrale. ILtumorierano localizzati nella cavità addominale dorsale. Il lume della vescica natatoria non è stato rilevato nella regione in cui si supponeva originariamente fosse situato e tale regione è stata sostituita conil tessuto adiposo. I tumori erano masse solide non invasive, espansibili e incapsulate, composte da una popolazione omogenea di tumori ben differenziati, densamente imballati,cellule gassose simili all'epitelio ghiandolare. Le masse tumorali erano collegate alla rete mirabile, ma le cellule tumorali non vi si infiltravano. Dal punto di vista istopatologico, questi tumori sono stati diagnosticati come adenomi originati dalepitelio ghiandolare gassoso della vescica natatoria. I tumori spontanei della vescica natatoria sono rari a Medaka, con un'incidenza del 0,02%; tuttavia, nel presente studio sul medaka ondulato, l'incidenza è stata molto più elevata (10,7%). Gli effetti fisici a lungo termine sulla ghiandola gassosa causati dalla deformazione della vescica natatoria, considerati un effetto secondario della curvatura spinale, possono essere un fattore importante nella proliferazione dell'epitelio ghiandolare gassoso nel medaka ondulato, con conseguente maggiore incidenza di fenomeni natatori.tumori della vescica. (DOI: 10.1293/tox.2020-0058; J Toxicol Pathol 2021; 34: 107–111)

Parole chiave:adenoma, ghiandola gassosa, spontaneo, vescica natatoria, medaka ondulata

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La vescica natatoria nei teleostei ha origine da un'escrescenza della parte anteriore del canale alimentare e non esiste nei mammiferi. È l'organo principale per il controllo della densità, della galleggiabilità e della produzione del suono dell'intero corpo1. Anatomicamente, la parete della vescica natatoria è composta da due strati: la tunica interna, composta da un semplice epitelio piatto, e la tunica esterna, composta da tessuto connettivo2, 3. L'azione sia di una rete mirabile che di una ghiandola gassosa controlla il volume del gas nel nuoto. vescia. La rete mirabile è un denso fascio di capillari arteriosi e venosi paralleli disposti fianco a fianco e utilizza il flusso sanguigno in controcorrente all'interno della rete per agire come uno scambiatore in controcorrente. La ghiandola del gas comprende un epitelio cubico o colonnare ripiegato che secerne gas nella vescica natatoria. Negli studi di tossicità e sul campo sono state segnalate limitate lesioni patologiche della vescica natatoria4, perché questo organo non viene esaminato di routine, anche se talvolta viene incluso per caso durante la sezione sagittale o trasversale dell'intero corpo di pesci più piccoli5. Inoltre, poiché la vescica natatoria viene spesso perforata e sgonfiata durante la preparazione patologica, le sue lesioni vengono comunemente trascurate.

I tumori spontanei della vescica natatoria sono rari nei teleostei, con solo pochi casi descritti in una manciata di specie6. I tumori della vescica natatoria possono essere approssimativamente classificati in due tipi in base alla loro origine: tumori mesenchimali ed epiteliali. I primi originano dalla muscolatura liscia e dai tessuti fibroblastici della parete della vescica natatoria e vengono diagnosticati come leiomiosarcomi7 e fibrosarcomi8, 9. Questi tumori mesenchimali si verificano nel salmone e sono spesso associati a un'infezione retrovirale10. Questi ultimi originano dall'epitelio della vescica natatoria e vengono diagnosticati come adenomi, adenomi papillari e/o adenocarcinomi. La maggior parte dei tumori della vescica natatoria spontanei e indotti da sostanze chimiche nei teleostei sono classificati come tumori epiteliali delle ghiandole gassose. I tumori epiteliali sono stati segnalati in medaka11, triglia12, guppy11, 13, cod14, cavalluccio marino15 e pesce Nothobranchius16. Nel presente studio, abbiamo riscontrato tumori della vescica natatoria in tre medaka ondulati e descritto le loro caratteristiche istopatologiche dettagliate.

Ventotto medaka ondulati, di circa 2 anni, provenivano da piccole scorte di medaka ondulati presso il Laboratorio di ricerca biologica, Nissan Chemical Corporation. Questi ceppi sono stati ottenuti attraverso l'allevamento domestico di alcuni medaka ondulati incontrati naturalmente nei ceppi mantenuti in laboratorio. I pesci sono stati mantenuti in acqua di rubinetto declorata a 25 ± 1 grado con una luce di 16:8-ore: fotoperiodo scuro. I medaka ondulati e un medaka normale sono stati sacrificati mediante sovraesposizione al gas CO2 e fissati nella soluzione di Bouin durante la notte prima di essere rifissati in formalina tamponata neutra al 10%. I medaka fissati sono stati separati in due sezioni mediante taglio medio-sagittale ed entrambe le sezioni sono state incluse in paraffina, sezionate con uno spessore di 4 µm e colorate regolarmente con ematossilina ed eosina per l'esame istopatologico. Questo studio è stato condotto secondo le Linee guida per la sperimentazione animale, Laboratorio di ricerca biologica, Nissan Chemical Corporation.

Istopatologia della vescica natatoria nei Medaka normali e ondulati

La vescica natatoria nel medaka normale era situata rispettivamente posteriormente e inferiore alla testa e al corpo del rene, nella cavità addominale dorsale che era divisa dal diaframma superiore al tratto gastrointestinale. La forma delle vesciche natatorie nella sezione sagittale era una forma sferoidale prolassa laterale (Fig. 1a). I medaka ondulati mostravano una curvatura spinale caratterizzata da vertebre curve dorsoventralmente, con conseguenti schemi di nuoto anormali. Le vesciche natatorie nei medaka ondulati erano situate nella cavità addominale dorsale, come nel medaka normale; tuttavia avevano una forma ovale longitudinale nella sezione sagittale (Fig. 1b). La ghiandola gassosa e la rete mirabile erano situate in posizioni simili sia nel medaka normale che in quello ondulato al polo craniale della vescica natatoria. La ghiandola del gas era composta da tre o quattro strati dell'epitelio cubico vacuolato eosinofilo pallido (Fig. 1c e d) ed era collegata alla rete mirabile che aveva capillari sanguigni disposti parallelamente (Fig. 1d).

Istopatologia dei tumori della vescica natatoria nei Medaka ondulati

Il tumore del pesce n. 1 (maschio) era localizzato posteriormente alla testa del rene nella cavità addominale dorsale (Fig. 2a). Gli altri tumori dei pesci n. 2 e 3 (femmina) erano localizzati inferiore al rene del corpo nella cavità addominale dorsale ed erano collegati alla rete mirabile (Fig. 3a e 4a). La rete mirabile del Pesce n. 2 era leggermente congestionata (Fig. 3b). In tutti e tre i pesci, il lume della vescica natatoria non è stato rilevato nella regione in cui si supponeva originariamente fosse situato e quella regione è stata sostituita con tessuto adiposo (Fig. 2a, 3a e 4a). Le masse tumorali in questi tessuti erano masse solide non invasive, espandibili e incapsulate di cellule tumorali proliferanti (Fig. 2b, 3b e 4b). Non si era verificata alcuna infiltrazione di cellule tumorali nella rete mirabile (Fig. 3c e 4b). Le masse tumorali erano composte da una popolazione omogenea di cellule simili all'epitelio ghiandolare del gas, ben differenziate e densamente concentrate. Le cellule tumorali erano disposte in corde, trabecole e strutture solide, supportate da capillari e da uno stroma minimo. Presentavano varie dimensioni ed erano di forma da rotonda a poligonale, con bordi cellulari distinti e citoplasma vacuolato eosinofilo pallido (Fig. 2c). Anche le cellule multinucleate e le cellule citomegaliche erano sparse ovunque. I nuclei mostravano anti-mononucleosi, con nucleoli di forma irregolare e poco chiari, sebbene non fossero rilevate figure mitotiche all'interno delle masse tumorali. Alcuni focolai di adipociti erano sparsi in tutto il tumore (Fig. 4c). Sulla base di queste caratteristiche, questi tumori furono diagnosticati come adenomi originati dall'epitelio ghiandolare gassoso della vescica natatoria. Inoltre, queste cellule tumorali non sembravano funzionare come epitelio ghiandolare gassoso, poiché il lume della vescica natatoria non si formava in questi medaka ondulati. Per quanto riguarda le lesioni istopatologiche in altri organi, erano presenti grandi cisti ematiche nel rene e cisti epatiche multiple con necrosi e infiammazione nel pesce n. 1, calcificazione nel rene e cisti epatiche multiple nel pesce n. 2 e nessuna lesione nel pesce Numero 3.

I tumori della vescica natatoria possono essere indotti nei teleostei attraverso l'esposizione a contaminanti ambientali e agenti cancerogeni17, 18. I tumori della vescica natatoria indotti da sostanze chimiche sono riportati nei medaka esposti a 4-cloroanilina19, anilina19, Nmetil-N'-nitro-N- nitrosoguanidina (MNNG)20, o bis (trin-butilstagno)ossido21; nei guppy esposti al cloruro di metilmercurio22; e nella trota iridea esposta a dietilnitrosammina17, metilazossimetanolo acetato17, Benz (a)pirene17, MNNG17, N-metil nitrosourea, dimetilbenz[a]antracene17 o 2,6-dimetilnltrosomorfolina23. Al contrario, i tumori spontanei della vescica natatoria sono rari nei teleostei, con un'incidenza del 0,02% (2/10,000) nei medaka di età superiore a 24 settimane e dello 0,14% (7/5,{ {33}}) in guppy di età superiore a 13 settimane, che sono stati utilizzati nei gruppi di controllo di una serie di test di carcinogenesi11. Al contrario, i giovani con deformazioni scheletriche mostrano un'elevata prevalenza di formazioni spontanee. Nei casi attuali, l'incidenza dei tumori spontanei della vescica natatoria era molto più elevata, pari al 10,7% (3/28), nel medaka ondulato, rispetto alla variante normale. Il medaka ondulato si sviluppa a causa di un'anomalia vertebrale determinata da un gene autosomico recessivo (wavy; wy)25 ed è caratterizzato da curve dorso-ventrali ondulate nella colonna vertebrale26, 27. Non sono stati riportati rapporti di relazione tra il medaka ondulato tumori genetici e della vescica natatoria. Nel presente studio, la deformazione della vescica natatoria è stata osservata nei medaka ondulati e questo cambiamento è stato considerato un effetto secondario della curvatura spinale. Pertanto, gli effetti fisici a lungo termine della deformazione della vescica natatoria sulla ghiandola gassosa possono essere un fattore importante nella proliferazione dell’epitelio ghiandolare gassoso nel medaka ondulato, con conseguente maggiore incidenza di tumori della vescica natatoria. Inoltre, è necessario condurre indagini istologiche sull'epitelio ghiandolare gassoso durante il processo di deformazione della vescica natatoria nel medaka ondulato.

Divulgazione di potenziali conflitti di interessi: gli autori dichiarano che non esiste alcun conflitto di interessi.

Ringraziamenti:

Gli autori desiderano ringraziare il Dr. Jeffrey C. Wolf dell'Experimental Pathology Laboratories Inc. per alcuni importanti suggerimenti, nonché la Sig.ra Kaori Maeji ma, la Sig.ra Hiromi Asako, il Sig. Atsushi Funakoshi, la Sig.ra Yukiko Sudo, il Sig. Makoto Tsuchiya e il signor Yoshinori Tanaka della Nissan Chemical Co. per la loro eccellente assistenza tecnica.

Riferimenti

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