Zytotoxizitätsassays

Zytotoxizitätsassays sind in vitro-Verfahren zur Bewertung der Fähigkeit einer Substanz, Zellen zu schädigen oder ihre Vitalität zu beeinträchtigen. Sie dienen der Vorabbeurteilung von Toxizität in der medizinischen Forschung, Pharmakologie, Umwelt- und Kosmetiktests. Typischerweise werden verschiedene Zelltypen eingesetzt, von Zelllinien bis zu primären Zellen; die Ergebnisse unterstützen die Bestimmung von Dosis-Wirkungs-Beziehungen und Grenzwerten.

Zu den gängigsten Methoden gehören farbstoff- und fluoreszenzbasierte Viabilitätsassays wie MTT, XTT, MTS (Tetrazolium-Salz-Assays) sowie Resazurin-/AlamarBlue-Assays, die auf der Messung der metabolischen Aktivität beruhen. Membranale Integrität wird häufig durch LDH-Freisetzung gemessen. Ein weiterer Ansatz ist der Trypan-Blue-Exclusion-Test bei der Zellzählung. ATP-basierte Lumineszenz-Assays (z. B. CellTiter-Glo) quantifizieren zelluläres ATP als Viabilitätsmarker. Die Auswahl des Verfahrens hängt vom Zellentyp, der erwarteten Toxizität und möglichen Interferenzen ab.

In typischen Studien werden geeignete Kontrollen eingeführt, Dosis-Wirkungs-Beziehungen ermittelt und IC50-Werte bestimmt. Vorteile und Einschränkungen variieren: MTT/XTT/MTS beruhen auf der mitochondrialen Aktivität und können durch metabolische Umwege beeinflusst werden; LDH-Tests messen Membranschäden, können aber durch Serumkomponenten oder Hintergrundaktivität gestört sein. ATP-Assays liefern schnelle und empfindliche Messungen, können jedoch teuer sein. In vitro-Assays ermöglichen oft schnellere und kostengünstigere Screens, sollten aber durch zusätzliche mechanistische Tests ergänzt und vorsichtig auf den Menschen extrapoliert werden. Regulierung: Organisationen wie OECD geben Richtlinien für Screening- und Follow-up-Tests vor, damit Ergebnisse in toxikologischen Bewertungen verwendet werden können.