การทดสอบ Ames ในการศึกษาความเป็นพิษต่อพันธุกรรม: รากฐานสำคัญของการทดสอบความเป็นพิษทางพันธุกรรมภายใต้แนวทาง OECD 471

คำสำคัญ:การทดสอบ Ames, การทดสอบ Ames แบบมินิ, การทดสอบ Ames Microfluctuations, การทดสอบความผันผวน, Ames II, Induced S9, S9 Mix, ระบบกระตุ้นการเผาผลาญ, การทดสอบ Ames ที่ได้รับการปรับปรุง, การทดสอบการกลายพันธุ์แบบย้อนกลับของแบคทีเรีย, OECD 471, การทดสอบการกลายพันธุ์, ความเป็นพิษต่อพันธุกรรม, ความเป็นพิษทางพันธุกรรม

ผลิตภัณฑ์ไอเฟส

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการทดสอบเอมส์และบทบาทของการทดสอบความเป็นพิษทางพันธุกรรม

ที่การทดสอบเอมส์หรือที่เรียกว่าการทดสอบการกลายพันธุ์แบบย้อนกลับของแบคทีเรียเป็นการทดสอบพื้นฐานในความเป็นพิษต่อพันธุกรรมและการทดสอบการกลายพันธุ์. พัฒนาโดยดร.บรูซ เอมส์ในปี 1970 การทดสอบตรวจพบศักยภาพความเป็นพิษทางพันธุกรรมโดยการประเมินความสามารถของสารเคมีในการกระตุ้นการกลายพันธุ์ใน DNA ของแบคทีเรีย การทดสอบนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานการกำกับดูแลทั่วโลกและได้รับการยอมรับภายใต้แนวทางปฏิบัติOECD 471ซึ่งเป็นกรอบการทำงานสำหรับการดำเนินการทดสอบที่เชื่อถือได้และทำซ้ำได้

หลักการทดสอบเอมส์ในการศึกษาความเป็นพิษต่อพันธุกรรม

ที่แกนกลาง การทดสอบ Ames จะประเมินความสามารถของสารในการกระตุ้นการกลายพันธุ์ในสายพันธุ์ Salmonella typhimurium หรือ Escherichia coli ที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษซึ่งมีข้อบกพร่องในการสังเคราะห์ฮิสทิดีน สายพันธุ์แบคทีเรียเหล่านี้ไม่สามารถเติบโตในตัวกลางที่ขาดฮิสทิดีน-เว้นแต่ว่าการกลายพันธุ์จะทำให้ความสามารถในการสังเคราะห์ทางชีวภาพกลับคืนมา เมื่อมีสารก่อกลายพันธุ์ มันจะเพิ่มอัตราของสารก่อกลายพันธุ์“การกลายพันธุ์แบบย้อนกลับ”บ่งบอกถึงความเป็นพิษทางพันธุกรรมที่อาจเกิดขึ้น

การทดสอบนี้นำเสนอวิธีการที่เรียบง่ายแต่ทรงพลังในการทำนายการก่อกลายพันธุ์และการก่อมะเร็งที่อาจเกิดขึ้นในมนุษย์ ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นเครื่องมือคัดกรองเบื้องต้นในการศึกษาความเป็นพิษต่อพันธุกรรมสำหรับสารเคมี ยา วัตถุเจือปนอาหาร และตัวอย่างด้านสิ่งแวดล้อม

บทบาทของการกระตุ้นการเผาผลาญ: กระตุ้น S9 และ S9 Mix

ลักษณะสำคัญของการทดสอบการกลายพันธุ์ รวมถึงการทดสอบ Ames คือการรวม aระบบกระตุ้นการเผาผลาญ. สารเคมีหลายชนิดไม่ได้ก่อกลายพันธุ์โดยตรง แต่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมเพื่อแสดงผลกระทบต่อพันธุกรรม นี่คือที่S9 มิกซ์—เป็นการเตรียมเอนไซม์ตับซึ่งโดยทั่วไปได้มาจากเหนี่ยวนำให้เกิด S9เศษส่วนของตับสัตว์ฟันแทะ—เข้ามาเล่น S9 Mix จำลองการเผาผลาญของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยให้การประเมินสารประกอบทดสอบที่เกี่ยวข้องทางสรีรวิทยามากขึ้น'ศักยภาพในการกลายพันธุ์

สารเหนี่ยวนำ เช่น Aroclor 1254 มักใช้เพื่อเพิ่มปริมาณเอนไซม์ในเนื้อเยื่อตับที่ใช้ในการเตรียมเศษส่วน S9 การรวมระบบ S9 ที่ถูกเหนี่ยวนำนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสารก่อกลายพันธุ์ (สารประกอบที่ต้องการการกระตุ้น) จะถูกแปลงเป็นรูปแบบสารก่อกลายพันธุ์ที่ออกฤทธิ์อย่างเหมาะสมในระหว่างการทดสอบ

การทดสอบ Mini Ames และการทดสอบ Ames Microfluctuations: ทางเลือกที่กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพ

ความก้าวหน้าล่าสุดได้นำไปสู่การพัฒนารูปแบบย่อส่วนเช่นแบบทดสอบมินิเอมส์และการทดสอบความผันผวนของเอมส์หรือที่เรียกว่าการทดสอบความผันผวน. รูปแบบเหล่านี้ลดปริมาณวัสดุทดสอบและรีเอเจนต์ที่จำเป็นลงอย่างมาก ทำให้เหมาะสำหรับการคัดกรองในระยะเริ่มต้นและสภาพแวดล้อมที่มีปริมาณงานสูง

การทดสอบความผันผวนแทนที่เพลตวุ้นด้วยการเพาะเลี้ยงของเหลวในเพลตไมโครไทเตอร์ และวัดการเปลี่ยนแปลง pH เพื่อเป็นตัวบ่งชี้การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ทำให้สามารถตรวจจับกิจกรรมก่อกลายพันธุ์ได้อย่างรวดเร็วและคุ้มต้นทุน วิธีการที่เป็นนวัตกรรมใหม่เหล่านี้รักษาความเข้มงวดทางวิทยาศาสตร์ของการทดสอบแบบดั้งเดิม ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการคัดกรองไลบรารีผสมขนาดใหญ่

Ames II: ความไวที่เพิ่มขึ้นในการทดสอบการกลายพันธุ์

ที่เอมส์ที่ 2การทดสอบแสดงถึงวิวัฒนาการอีกขั้นหนึ่งของการทดสอบการกลายพันธุ์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มความไวในการตรวจจับสารก่อกลายพันธุ์ที่อ่อนแอลง โดยผสมผสานกรอบการทดสอบ Ames แบบดั้งเดิมเข้ากับวัฒนธรรมการแขวนลอยของของเหลว ซึ่งช่วยให้เซลล์มีความหนาแน่นสูงขึ้นและมีเวลารับแสงนานขึ้น การตั้งค่านี้ช่วยเพิ่มโอกาสในการจับผลกระทบต่อการกลายพันธุ์เล็กน้อย ปรับปรุงความแม่นยำในการประเมินความเสี่ยง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับจีโนทอกซินในขอบเขตหรือขนาดต่ำ

การทดสอบ Ames ขั้นสูงและการทดสอบการกลายพันธุ์แบบย้อนกลับของแบคทีเรียภายใต้ OECD 471

ที่การทดสอบเอมส์ขั้นสูงซึ่งบางครั้งเรียกว่าการทดสอบการกลายพันธุ์แบบย้อนกลับของแบคทีเรีย ซึ่งสอดคล้องกับแนวปฏิบัติสากลภายใต้ OECD 471 แนวปฏิบัตินี้สรุปแนวทางที่เป็นมาตรฐานสำหรับการดำเนินการทดสอบ Ames รวมถึงการเลือกสายพันธุ์ การใช้การกระตุ้นการเผาผลาญ การตีความข้อมูล และการวิเคราะห์ทางสถิติ

การปฏิบัติตาม OECD 471 ช่วยให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและความสามารถในการทำซ้ำของผลการทดสอบ ทำให้เป็นที่ยอมรับของหน่วยงานกำกับดูแล เช่น FDA, EMA และ EPA การทดสอบ Ames แบบปรับปรุงมักจะรวมสายพันธุ์หลายสายพันธุ์ ทั้งที่มีและไม่มีระบบกระตุ้นการเผาผลาญ S9 เพื่อให้การประเมินการกลายพันธุ์แบบเต็มสเปกตรัม

สรุป: คุณค่าที่ยั่งยืนของการทดสอบเอมส์ในการประเมินความเป็นพิษทางพันธุกรรม

ในด้านการทดสอบความเป็นพิษทางพันธุกรรม การทดสอบ Ames และอนุพันธ์สมัยใหม่ยังคงขาดไม่ได้ ไม่ว่าจะดำเนินการเป็นการทดสอบการรวมตัวของเพลตแบบดั้งเดิมหรือการทดสอบ Ames ขนาดเล็ก, Ames II หรือความผันผวน ก็ตาม จะให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้อย่างสม่ำเสมอเพื่อสนับสนุนการประเมินความปลอดภัย ด้วยการบูรณาการการกระตุ้นการเผาผลาญผ่าน S9 Mix ตามมาตรฐาน OECD 471 และใช้ประโยชน์จากการปรับปรุงทางเทคโนโลยี การทดสอบ Ames ยังคงปรับให้เข้ากับความต้องการของการวิจัยความเป็นพิษต่อพันธุกรรมร่วมสมัย