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Zelluläre Testsysteme

Der Ames-Test für mutagene Substanzen

Als eines der ersten Alternativverfahren zum Tierversuch wurde der Ames-Test etabliert, mit dem sich die erbgutschädigende (mutagene) Wirkung einer Substanz überprüfen lässt.

Abb.1
Agar-Platte mit Bakterien
Institut für Technische Chemie, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover

Der Ames-Test, der auch oft für Wasser-, Schwebstoff- und Sedimentproben eingesetzt wird, verwendet eine Mutante des Bakteriums Salmonella typhimurium als Testorganismus. Diese His--Mutante hat ein defektes Gen für die Synthese der Aminosäure Histidin, die für dieses Bakterium lebensnotwendig ist. Das Gen ist durch eine einfache Punktmutation, also einen einzigen Austausch eines Nucleotids im Genom, inaktiviert. Solange der Agar, auf dem das Bakterium angezüchtet wird, ausreichend Histidin enthält, kann das Bakterium Histidin importieren und normal wachsen. Auf Agar-Nährmedien, die kein Histidin enthalten, wachsen aber nur diejenigen Bakterien, bei denen durch eine weitere zufällige Mutation das korrekte Nucleotid und damit die Fähigkeit zur Histidin-Synthese wieder hergestellt ist.

Im Mutagenitätstest werden daher die zu untersuchenden Substanzen zusammen mit Bakterien auf eine Agar-Platte gegeben, die kein Histidin enthält. Dann wird die Anzahl der Kolonien bestimmt, die sich unter diesen Bedingungen bilden - diese müssen alle aus Bakterien bestehen, die durch eine zufällige Mutation wieder Histidin synthetisieren können. Die Anzahl der Rückmutationen (= Revertanten) zum Salmonella typhimurium His+-Phänotyp im Vergleich zur Anzahl spontan entstehender Rückmutationen (Kontrollen ohne Testsubstanz) ist ein Maß für das mutagene Potenzial einer Substanz.

Hinweis
Der Ames-Test ist von der OECD anerkannt, liefert aber im Bezug auf den Menschen nur bedingt übertragbare Resultate. Potenziell mutagene Substanzen werden bei Säugetieren wie dem Menschen teilweise in der Leber in ungiftige Substanzen umgewandelt.
Aber es gibt auch den umgekehrten Fall, dass eine im Ames-Test als ungefährlich eingestufte Substanz durch die Entgiftungssysteme in der Leber in einen potenziell krebserregenden Metaboliten überführt wird.

Weiterführende Informationen

Mehr über die Entgiftung von Fremdstoffen in der Leber und die dabei möglicherweise entstehenden gefährlichen Metaboliten finden Sie in der Lerneinheit Stoffwechsel von Fremdstoffen.

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