Genotoxizität

Genotoxizität bezeichnet die Fähigkeit bestimmter Substanzen, physikalischen Faktoren oder biologischer Agenzien, genetische Informationen in Zellen zu schädigen. Dadurch können Mutationen, Chromosomenveränderungen und Störungen der DNA-Reparatur auftreten, die zu Fehlregulationen der Zellteilung, Krebs oder erblicher Erkrankungen beitragen können. Genotoxische Effekte umfassen Mutagenität (Veränderungen der Basensequenz), Chromosomenaberrationen (z. B. Deletionen, Translokationen) und Aneugenität (veränderte Chromosomenanzahl in der Zellteilung).

Mechanismen schließen direkte DNA-Schäden durch Addukte, Quervernetzungen oder Strangbrüche ein, ebenso oxidative Schäden, Interkalation oder Reparaturfehler bei der Replikation sowie Probleme bei der Chromosomentrennung.

Die Risikobewertung basiert auf in vitro- und in vivo-Nachweisen. Typische Tests sind der Ames-Test (Mutationen in Bakterien), der Mutationenstest in Säugerzellen (z. B. HPRT-Test), der Mikronukleus-Test, der Chromosomenaberrationstest und der Comet-Assay (DNA-Strangbrüche). OECD- und ICH-Leitlinien regeln Validierung, Durchführung und Interpretation dieser Tests. Ergebnisse werden oft durch in silico-Analysen, Strukturwarnstoffe und tierexperimentelle Daten ergänzt, um das Genotoxizitätspotenzial abzuschätzen.

Regulatorisch wird Genotoxizität häufig mit einem potenziellen Karzinogenrisiko in Verbindung gebracht. Behörden wenden daher oft ein lineares, nicht-threshold-Modell an, um das Risiko abzuschätzen; in einigen Fällen werden Schwellenwerte zugelassen, insbesondere bei beschriebenen Grenzwertproben oder ausreichenden ergänzenden Daten. Zellen verfügen zudem über DNA-Reparaturmechanismen, die Schäden reduzieren, doch wiederholte oder hohe Expositionen können zu dauerhaften Veränderungen führen.