Тест Эймса на N-нитрозамины: оценка мутагенности

Введение в тест Эймса

Тест Эймса, также известный как тест на обратную мутацию бактерий, широко используется для биологического анализа, который оценивает мутагенный потенциал химических соединений, включая N-нитрозамины. В этом тесте, разработанном доктором Брюсом Эймсом в 1970-х годах, используются определенные штаммы бактерии Salmonella typhimurium, которые несут мутации в генах, участвующих в синтезе гистидина. Тест определяет, может ли вещество вызывать мутации в бактериальной ДНК, указывая на потенциальную канцерогенность для человека.

Актуальность теста Эймса на N-нитрозамины

N-Нитрозамины известны своими генотоксичными и канцерогенными свойствами, поскольку они могут вызывать повреждение ДНК посредством алкилирования и окислительного стресса. Тест Эймса особенно полезен для выявления их мутагенных эффектов, поскольку многие N-нитрозамины требуют метаболической активации посредством ферментативного преобразования для образования высокореактивных электрофильных промежуточных продуктов, способных взаимодействовать с ДНК. Эта активация обычно происходит в печени посредством ферментов цитохрома P450. Чтобы воспроизвести это метаболическое преобразование in vitro, тест часто проводится с метаболической активацией или без нее с использованием смеси S9, препарата ферментов печени, полученного из грызунов, который имитирует метаболизм млекопитающих и улучшает обнаружение мутагенной активности.

Методика теста Эймса

Стандартная процедура теста Эймса включает в себя следующие этапы:

1. 1. Получение тест-штаммов. Используют штаммы Salmonella typhimurium с ранее существовавшими мутациями в генах синтеза гистидина. Эти штаммы не могут расти без внешнего источника гистидина, если только обратная мутация не восстановит функцию.
2. 2. Воздействие N-нитрозаминов: Бактериальную культуру смешивают с тестируемым соединением (N-нитрозамином) на минимальной чашке с агаром, содержащей небольшое количество гистидина.
3. 3. Метаболическая активация (добавка смеси S9). Для учета метаболических преобразований в организме человека некоторые тестируемые образцы включают фракцию S9, ферментативный экстракт из микросом печени крысы.
4. 4. Инкубация и рост. Планшеты инкубируют при температуре 37°C в течение 48 часов, что позволяет бактериальным колониям расти в случае возникновения мутаций, восстанавливающих синтез гистидина.
5. 5. Подсчет и анализ колоний. Подсчитывают количество ревертантных колоний (бактерий, которые восстановили способность продуцировать гистидин) и сравнивают их с контрольными чашками.
6. Интерпретация результатов

• Положительный результат теста Эймса: значительное увеличение количества ревертантных колоний по сравнению с контролем позволяет предположить, что соединение вызывает мутации, что подразумевает мутагенные и потенциально канцерогенные свойства.
• Отрицательный результат теста Эймса: Если не наблюдается значительного увеличения, соединение, вероятно, не является мутагенным в условиях испытания.
• Взаимосвязь «доза-реакция». Более высокие дозы, приводящие к увеличению частоты мутаций, усиливают доказательства мутагенности.

Заключение

Тест Эймса — это быстрый и экономически эффективный метод оценки мутагенности N-нитрозаминов. Учитывая их связь с раком, выявление их мутагенных свойств с помощью этого анализа имеет решающее значение для нормативного контроля и оценки риска. Этот тест остается краеугольным камнем токсикологического скрининга и оценки химической безопасности.

Ключевые слова: N-нитрозамины, NDSRI, OECD 471, расширенный тест Эймса, печень S9 хомяка, ферменты цитохрома P450, тест на мутации.