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Zelluläre Testsysteme

Abwassertests

In den 50er Jahren des vorherigen Jahrhunderts wurden die ersten Tests mit Algen, Wasserflöhen und Fischen entwickelt, um die Toxizität einer Substanz oder einer komplexen Umweltprobe (Abwasser, Klärschlamm) zu bestimmten. Anders als bei einem chemischen Test zeigen lebende Organismen auch an, wie hoch die Bioverfügbarkeit verschiedener Schadstoffe ist und wie sich deren Wechselwirkung auf den Testorganismus auswirkt. Neben dem Tod der Tiere sind auch z.B. Wachstumshemmungen oder Verhaltensstörungen ein deutlicher Hinweis auf das Gefährdungspotenzial.

Die meisten Tests sind schon allein aus Kostengründen Kurzzeittests, in denen Langzeitschäden (Entwicklungsstörungen durch hormonähnliche Substanzen, Tumore) nicht entdeckt werden können. Langzeittests sind aufwändig und teuer und werden in der Regel nur dann verwendet, wenn ein erhebliches Gefährdungspotenzial in der jeweiligen Probe vermutet wird.

Alternative Testsysteme

Die Umweltverträglichkeit einer Probe lässt sich auch sehr gut an zellulären Testsystemen demonstrieren, die in der Regel gut reproduzierbar, sehr viel billiger und oft deutlich sensitiver als tierische Testverfahren sind, so z.B. an der Dauerzelllinie RTG1)-2.

Diese Zelllinie wurde in den 1960er Jahren aus Gonaden-Zellkulturen der Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss, engl. rainbow trout) gewonnen und seitdem in vitro vermehrt. Toxikologische Tests mit diesen Zellen reagieren zwar etwas unempfindlicher als der Test an lebenden Fischen, trotzdem wird mit hoher Korrelation die potenzielle Toxizität einer Substanz angezeigt.

Für diesen Test wird eine Mikrotiterplatte mit Verdünnungsreihen der fraglichen Umweltprobe befüllt (Kontrolle: Wasser) und jeweils etwa 4.000 Zellen hinzugegeben. Nach der Inkubation der Mikrotiterplatte für 24 Stunden in einem Brutschrank bei 20 °C wird der Ansatz mit dem Farbstoff Neutralrot versetzt. Nur vitale Zellen können größere Mengen dieses Farbstoffs aufnehmen - je heller die Zellen nach der Inkubation aussehen, desto mehr wurden sie durch die Substanzen in der Umweltprobe geschädigt.

Die Befunde werden üblicherweise in Dosis-Wirkungskurven graphisch dargestellt. Aus der Kurve kann graphisch die Schadstoffkonzentration bestimmt werden, bei der im Neutralrot-Test die Hälfte der Zellen absterben (NR50-Wert).

1)RTG: rainbow trout gonad
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