By Reginald DaveyReviewed by Dr. Mary Cooke, Ph.D.

Wetenschappelijk onderzoek op gebieden als de ontwikkeling van geneesmiddelen en de levensmiddelenindustrie vereist strenge tests van nieuwe chemische verbindingen om te bepalen of zij veilig zijn voor de vrije markt en voor menselijk gebruik.

Een essentiële test is die naar de mogelijke genotoxische effecten van een stof. In dit artikel wordt een overzicht gegeven van het onderwerp en waarom het zo belangrijk is dat dit wordt getest.

Image Credit: CA-SSIS/.com

Wat is genotoxiciteit?

In de genetica is genotoxiciteit een term die de eigenschappen van chemische stoffen beschrijft met betrekking tot hun vermogen om schade aan genetisch materiaal te veroorzaken. Dit kan leiden tot mutaties en mogelijk tot verschillende soorten kanker.

Genotoxiciteit is vergelijkbaar met en kan worden verward met mutageniciteit, behalve dat alle mutagene stoffen genotoxisch zijn, terwijl omgekeerd niet alle genotoxische stoffen mutageen zijn.

Genotoxiciteit kan leiden tot indirecte of directe effecten op het DNA, waaronder mutatie-inductie, activering van een foutieve gebeurtenis en directe DNA-beschadiging die tot mutaties leidt. Het veroorzaakt directe, erfelijke veranderingen die kunnen worden doorgegeven aan toekomstige generaties cellen.

Waar dit normaal door het organisme zou worden gemitigeerd via DNA-reparatie of het proces van apoptose (gecontroleerde celdood), kan de schade niet altijd worden hersteld, hetgeen leidt tot mutagenese.

Genotoxinen kunnen chemische stoffen en straling omvatten. Afhankelijk van hun effecten binnen een organisme kunnen genotoxinen als volgt worden gecategoriseerd:

• Carcinogenen (kankerverwekkende stoffen)
• Mutagenen (mutatieveroorzakende stoffen)
• Teratogenen (geboorteafwijkingen veroorzakende stoffen)

Er zijn twee verschillende effecten van een genotoxische stof in een eukaryotisch organisme, afhankelijk van welk celtype is aangetast. In somatische cellen kan genetische schade leiden tot maligniteit (kanker), terwijl in kiemcellen erfelijke mutaties kunnen optreden die leiden tot geboorteafwijkingen.

Gemeenschappelijke schade veroorzaakt door genotoxische agentia omvat enkelvoudige en dubbelstrengsbreuken in het DNA, structurele en numerieke chromosoomafwijkingen, puntmutaties, en verlies van excisieherstel. Kennis van de mogelijke effecten van de chemische stof is van vitaal belang om de openbare veiligheid te waarborgen.

Genotoxiciteitstesten: Hoe werkt het?

Evaluatie van de genotoxiciteitseffecten van verschillende materialen voor gebruik als geneesmiddelencomponenten is van vitaal belang. Zo kan chroom, een overgangsmetaal, DNA-beschadigingen veroorzaken die tot carcinogenese kunnen leiden.

Pyrrolizidine alkaloïden zijn stoffen die in plantensoorten voorkomen, maar giftig zijn voor dieren, waaronder de mens. Bijna de helft van alle PA’s is geclassificeerd als genotoxisch en veel PA’s zijn tumorigenetisch. Veel chemische stoffen hebben het potentieel genotoxisch te zijn, en bij uitbreiding mutageen.

Veel verschillende technieken kunnen worden gebruikt om de genotoxiciteit van een stof te testen. Dit kunnen in-vivo- of in-vitro-tests zijn, zoals:

• Ames Assay – Bij deze veelgebruikte techniek worden meerdere bacteriestammen van Salmonella typhimurium gebruikt om verschillende genetische veranderingen te vergelijken en de genotoxiciteit van een stof te beoordelen. De bacteriën worden geïncubeerd met histidine, dat zij nodig hebben maar niet kunnen produceren. Stammen die aan het eind van de test nog in leven zijn, zullen dus gemuteerd zijn om histidine te synthetiseren, wat erop wijst dat de chemische stof mogelijk genotoxisch is. Deze techniek is nuttig voor de identificatie van frameshift- en puntmutaties.
• Comet Assay (Single-cell gel electrophoresis) – Een andere veelgebruikte techniek om DNA-strengbreuken in cellen te meten. Cellen worden ingebed in agarose en gelyseerd met detergenten en een hoog zoutgehalte. Er worden komeetachtige structuren gevormd (vandaar de naam) waarbij beschadigde DNA-strengen met dubbelstrengsbreuken naar de anode migreren. Deze techniek heeft het voordeel dat zij lage niveaus van DNA-beschadiging kan detecteren en een relatief eenvoudige en goedkope procedure is die snel resultaten oplevert. Een komeettest onthult echter niet het onderliggende mechanisme voor het genotoxische effect van de chemische stof.
• Micronucleustest (MN) – Dit is een toxicologische techniek die algemeen wordt erkend als een van de meest betrouwbare en succesvolle tests voor genotoxisch onderzoek. Een micronucleus is een grillige kern met chromosoomfragmenten die worden gevormd tijdens de anafase van mitose of meiose tijdens de celreplicatie. Door het aantal micronuclei te bestuderen dat wordt geproduceerd in cellen die aan de te analyseren chemische stof zijn blootgesteld, kunnen de potentiële genotoxische en mutagene eigenschappen worden geëvalueerd.

Veel genotoxiciteitsstudies maken gebruik van meerdere testmethoden in combinatie met elkaar om een volledig beeld op te bouwen van het genotoxische potentieel van een chemische stof.

Thalidomide: een voorbeeld van de noodzaak van strenge genotoxiciteitstests

Tests op de mogelijke schadelijke effecten van nieuwe en nieuwe geneesmiddelen zijn van vitaal belang om de openbare veiligheid te waarborgen. Een beroemd historisch geval dat had kunnen worden vermeden als de juiste genotoxiciteitsbepaling was uitgevoerd, is dat van thalidomide, een kalmeringsmiddel dat in de jaren 1950 werd ontdekt en aan zwangere vrouwen werd voorgeschreven om misselijkheid te verlichten, maar dat ernstige foetale afwijkingen veroorzaakte, waaronder afwijkingen aan de ledematen en het ontbreken van normale openingen van het maagdarmkanaal bij duizenden kinderen wereldwijd.

Hoewel het een tragisch hoofdstuk was, leidde het tot de goedkeuring van strengere testprocedures en een stortvloed van voorschriften voor de farmaceutische industrie.

Dit versterkt de noodzaak van dergelijke tests om de openbare veiligheid te waarborgen wanneer een nieuw geneesmiddel op de markt wordt gebracht en een goede screening op genotoxische eigenschappen van chemische stoffen die kunnen worden vrijgegeven voor gebruik in verschillende industrieën.

Verder lezen

• Alle Genetica-inhoud
• Wat is Genetica?
• Geschiedenis van de Genetica
• Genetica en Genexpressie
• Genetische Verandering

Geschreven door

Reginald Davey

Reg Davey is een freelance tekstschrijver en redacteur, gevestigd in Nottingham in het Verenigd Koninkrijk. Schrijven voor News Medical vertegenwoordigt het samenkomen van verschillende interesses en gebieden waarin hij in de loop der jaren geïnteresseerd en betrokken is geweest, waaronder microbiologie, biomedische wetenschappen en milieuwetenschappen.

Last bijgewerkt 30 mrt 2020

Citations

Gebruik een van de volgende formats om dit artikel in uw essay, paper of verslag te citeren:

• APA

  Davey, Reginald. (2020, 30 maart). Wat is een genotoxiciteitstest? Nieuws-Medisch. Retrieved on March 24, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Genotoxicity-Testing.aspx.

• MLA

  Davey, Reginald. “Wat is een genotoxiciteitstest?”. Nieuws-Medisch. 24 maart 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Genotoxicity-Testing.aspx>.

• Chicago

  Davey, Reginald. “Wat is een genotoxiciteitstest?”. Nieuws-Medisch. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Genotoxicity-Testing.aspx. (accessed March 24, 2021).

• Harvard

  Davey, Reginald. 2020. Wat is een genotoxiciteitstest? Nieuws-Medisch, bekeken 24 maart 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Genotoxicity-Testing.aspx.