Zytotoxizität bezieht sich auf die Rate toxischer Wirkungen in einer lebenden Zelle. Eine Reihe von Tests wird durchgeführt, um dieses Verhältnis zu verstehen. Tatsächlich werden die Tests, die durch Messen der Proliferationsrate und der toxischen Wirkungen in der Zelle bewertet werden, als Zytotoxizitätstests bezeichnet.

Diese Tests sind unter dem Hauptthema 3 zusammengefasst.

• Tests mit Tetrazoliumsalzen
• LDH-Enzymfreisetzungstest
• Sie bilden Zytotoxizitätstests einschließlich Lumineszenzmethoden.

Tests durchgeführt mit Hilfe von Tetrazoliumsalzen: Tetrazoliumsalze sind Verbindungen, die heterocyclische organische Verbindungen sind. Es wurde mit mehr als 1000-Mitgliedern aus den Jahren, in denen es entdeckt wurde, synthetisiert und identifiziert (Altman, 1976). Zusammen mit der Reduktion der Tetrazoliumsalze durch Aufnahme von Elektronen hilft es auch, das Formazan in eine Struktur umzuwandeln, die als Farbänderung bezeichnet wird. Farbreaktionen treten nur in lebenden Zellen auf. Tetrazoliumtests werden in drei Stufen durchgeführt. In der ersten Phase sind die lebenden Zellen einer bestimmten Menge toxischer Substanzen ausgesetzt. Im zweiten Schritt wird die toxische Substanz voneinander entfernt und Tetrazoliumverbindung zugegeben und für 1-4 Stunden inkubiert. In den letzten Stadien wird die Farbänderung durch ein spektrophotometrisches Verfahren gemessen und die Anzahl der lebenden oder toten Zellen bestimmt.

 LDH-Enzymfreisetzungstest: Eine weitere Methode zur Analyse der Lebensfähigkeit von Zellen ist die Bestimmung der Aktivität der Laktatdehydrogenase (LDH), die von den beschädigten oder toten Zellen in das Medium freigesetzt wird. (Decker und Lohmann-Matthes, 1988; Korzeniewski und Callewaert, 1983). Laktatdehydrogenase ist als zytoplasmatisches Enzym bekannt, das in allen Zellen vorkommt. Wenn die Zellen toxischen Wirkungen ausgesetzt sind, wird ihre Plasmamembranintegrität unterbrochen und das LDH-Enzym tritt aus den Zellen aus und gelangt in das Medium. Daher wird die Schadensbewertung durch Messen der LDH-Enzymaktivität nach der Exposition durchgeführt.

Lumineszenzmethoden:

Alamar-Blau-Fluoreszenztest und andere Fluoreszenzmethoden: Der Alamar-Blau-Test wurde zuerst von Erb und Ehlers (1950) zur Bestimmung der bakteriellen Kontamination in biologischen Flüssigkeiten und Milch und später in der Studie von Ahmed et al. (1950) passte diese Tests als Nebenoption an den Inkorporationstest für radioaktives [1994 H] Thymidin an. Diese Methode basiert auf der Umwandlung der Verbindung namens Alamar Blue (Resazurin) in die Resorufin-Verbindung zusammen mit den lebenden Zellen. Resazurin ist als Redox mit einem oxidativen blauen Farbstoff bekannt, der frei durch die Zellmembran in die Zelle gelangt. Dort wird es reduziert und in eine fluoreszierende rosafarbene Resorufinverbindung umgewandelt. Abgestorbene Zellen können Resazurin nicht reduzieren und können aufgrund des Verlusts der Stoffwechselaktivität kein Fluoreszenzsignal erzeugen. Das resultierende Signal wird unter Verwendung von Fluorometern erfasst und die Intensität nimmt mit zunehmender Anzahl lebensfähiger Zellen zu.

ATP-Biolumineszenztest: Adenosintriphosphat (ATP) -Molester wirken als Energiequellen mit biologischen Systemen und kommen in allen metabolisch aktiven Zellen vor. (Crouch et al., 1993). Nach dem Zelltod verschwindet der ATP-Synthesezustand der Zelle und endogene ATPasen führen einen raschen Abbau von leicht ATP durch. Aus diesem Grund wurde der intrazelluläre ATP-Gehalt als Hauptindikator für die Lebensfähigkeit von Zellen beschrieben und er wird zu einer der Methoden zur Bestimmung der Lebensfähigkeit. Der ATP-Biolumineszenztest wurde als die schnellste, empfindlichste und einfachste Methode unter den mehrfach durchgeführten Lebensfähigkeitstests definiert (Lomakina et al., 2015; Riss et al., 2006).

Echtzeit-Biolumineszenztest: Die meisten Lebensfähigkeitstests liegen in Form eines Endpunkt-Formats vor, dessen Zellen nicht zerstört wurden oder weiter untersucht werden dürfen, was eine Kinetik und Echtzeitanalyse toxischer Substanzen unmöglich macht. Da die Toxizität zeit- und dosisabhängig ist, können die Auswirkungen unterschiedlicher Dosisbereiche nur durch Untersuchung innerhalb unterschiedlicher Zeiten verstanden werden. Ähnlich dem ATP-Biolumineszenz-Assay wurde auch in diesem Assay das Luciferase-Enzym verwendet, jedoch wurde das in diesem Assay verwendete Luciferase-Enzym aus einem anderen Organismus erhalten. Als Luciferase-Prozess wird eine Substanz namens Coelenterazin verwendet.

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