Сучасний стан досліджень з проблеми канцерогенної дії потенційно-токсичних хімічних речовин

Методи, що широко використовуються

Загальні стислі дані про метод

Переваги тесту

Недоліки тесту

Маркети мутагенної дії хімічних речовин, що тестується

Тести на мутагенність з використанням бактерій

Використ. Salmonella typhimurium/ або Escherichia coli/ мікросоми.

.Існує 3 класи бактеріальних тестів:

1)ті, що дозволяють виявити зворотні мутації;

2)ті, що дозволяють виявити прямі мутації;

3)ті, що мають недостатність по репарації ДНК.  

1)швидкий поділ одноклітинних організмів; 2) добре вивчена генетика та біохімія бактерій; 3)високий ступінь доступності геному бактерій; 4)позитивний результат свідчить про те, що речовина є потенційно мутагенною або канцерогенною для ссавців

1)відсутність безумовної кореляції між мутагенністю та кнцерогенністю факторів;

2)нездатність виявити хімічні речовини, що викликають рак не в результаті пошкоджень ДНК;

3)не виявляє геномні порушення;

4)штучність методу, що проходить у пробірці та з застосуванням S9, що не відображають реальної метаболічної ситуації в печінці.

Мутація his- до his+ для Salmonella typhimurium та trp- до trp+ для Escherichia coli: 1)заміна пар основ; 2)зсув рамки зчитування

Дослідження генотоксич-ності з вико-ристанням дріжджів

Застосовуються дріжджі Saccharomyces cerevisiae та Saccharomyces pombe

1) еукаріотична організація хромосом; 2)можливість оцінки багатьох кінцевих подій; 3)низька вартість тесту при високій ефективності

1)потреби моделювання метаболічних процесів, що проходять у клітинах ссавців;2) зваження на особливості будови клітини дріжджів

Генетичні події:1)точкові мутації в хромосомах та мітохондріальних генах; 2)рекомбінація (як між-, так і внутрішньогенна); 3)анеуплоідія в процесі мейозу та мітозу-при цьому виникають візуальні зміни кольору колоній, що легко виявляються

Позаплано-вий синтез ДНК у клітинах ссавців, що тестуються

Метод полягає у культивуванні клітин ссавців (частіше гепатоцити щурів або первинні фібробласти + мікросомальні ферменти печінки) на предметних шкельцях, обробка їх ДНК пошкоджуючим агентом у середовищі, де є Н3-тимідин і наступним спостереженням за включення радіоактивної мітки в процесі ПСД (позаплановий синтез ДНК при ексцизійній репарації) в клітині

1)швидке наглядне виявлення уражень геному клітин ссавців; 2) швидкість та зручність проведення тесту

1)не дозволяє виявити початкові порушення; 2)не дозволяє встановити наслідки репарації

ПСД (позаплановий синтез ДНК при ексцизійній репарації та включенні радіоактивної мітки)- візуалізація зерен, що отримують при певній обробці препарату та проведенні ауторадіографії

Цитогенетичні порушення та сестринські хроматидні обміни in vitro

Використовується СНО-первинна лінія фібробластів, виділених з яєчників китайського хом‘ячка або лімфоцити периферійної крові людини

1)швидкість проведення тесту; 2) наочність

1)велика залежність від кваліфікації персоналу; 2) велика залежність від якості препаратів

Ідентифікація хромосоминх аберацій, підрахування СХО

Тести на індукцію мутацій у клітинах in vitro

Використовують багато типів клітин (клітини людини, щура, миші, хом‘ячка) та різні селективні системи.

1)швидкість проведення тесту; 2)можливість проведення тесту безпосередньо на клітинах людини

Складність відтворення в умовах in vitro- як у якісному, так і в кількісному відношенні- метаболічної активації, що відбуається у тканинах in vivo.

Прямі та зворотні мутації

Використання вищих рослин для виявлення мутагенних хімічних речовин

Частіше застосовується 10 видів вищих рослин у 25 різних тест-системах:1)тести на індукцію пошкоджень мітотичних хромосом (соматичні клітини кінців корінців або пилкових трубок ячменю, кінського бобу, цибулі, традесканції); 2)тести на індукцію аберацій мейотичних хромосом (материнські клітини пилку)3)тести на індукцію генних мутацій у специфічних або множинних локусах (мутації локуса «восковидності» у Zea mays, мутації недостатності за хлорофілом Hordeum vulgare, соматичні мутації у Tradescantia)

1)цитогенетичні тести на рослинах характеризуються швидкістю та дешевизною; 2)вони не потребують складного лабораторного обладнання; 3)дозволяють виявити різноманітні генетичні порушення

1)значна частина протестованих хімічних сполук проявила свою мутагенну дію лише у якійсь одній рослинній тест-системі;2)немає достатніх даних про немутагенні речовини; 3)мало даних про метаболізм ксенобіотиків у рослині; 4)наявність фундаментальних відмінностей у будові клітин рослин та клітин ссавців (наявність міцної целюлозної оболонки у клітинах рослин); 5)відмінність протікання мейозу та гаметогенезу у клітинах рослин та клітинах ссавців

Пошкодження мітотичних хромосом (соматичні клітини кінців коренців або пилкових трубок), аберації мейотичних хромосом (материнські клітини пилку), мутації у специфічних або множинних локуах (мутації локуса «восковидності» у Zea mays, мутації недостатності за хлорофілом Hordeum vulgare, соматичні мутації у Tradescantia

Тест на зчеплені зі статтю рецесивні летальні мутації у дрозофіли

У Drosophila melanogaster проводиться тест на зчеплені з Х-хромосомою рецесивні леталі, при котрому враховують

1)критерій, за котрим визначається виникнення мутацій є дуже об‘єктивним: висновки грунтуються на тому, чи присутній чи відсутній один з класів самців у поколінні F2; 2)летальні мутації виникають значно частіше, ніж негенетичні порушення інших типів; 3)даний тест є багатолокусним та охоплює велику частину геному Drosophila

1)проведення тесту потребує багато часу, порівняно з тестами на бактеріях та нижчих еукаріотах; 2)можлива помилкова класифікація речовин у результаті невірно проведених тестів

Підрахування індукованих летальних мутацій

Цитогенетичні тести in vivo: метафазний аналіз клітин кісткового мозку та мікроядерний тест

Дослідження проводять з використанням кісткового мозку китайського хом’яка, мишей, щурів молодих статевозрілих тварин

1)умови дослідження in vivo значно ближче до ситуації, що є у людини; 2) немає потреби моделювання метаболічних процесів, що проходять у клітинах ссавців.

1)мікроскопічинй аналіз хромосомних аберацій у метафазних клітинах до декотрого ступеню суб‘єктивний; 2)методи in vivo не мають такої високої чутливості, як тести in vitro

1)хромосомні аберації в метафазах мітотичного поділу клітин тканин, що проліферують; 2)мілкі ядра в інтерфазі, що утворилися з ацентричних фрагментів хромосом або цілих хромосом

Тест на індукцію домінантних летальних мутацій

Запліднені яйцеклітини від самок, що спарюють з молодими статевозрілими мишами-самцями, які обробляються хімічними речовинами, що тестуються

1)летальні мутації виникають значно частіше, ніж негенетичні порушення інших типів; 2)даний тест є багатолокусним та охоплює велику частину геному Drosophila

1)проведення тесту потребує багато часу, порівняно з тестами на бактеріях та нижчих еукаріотах;

1)аналіз постімплатанційної смертності; 2)врахування пост- та доімплатанційних втрат