Durchflusszytometrie – Tool zur simultanen Bestimmung der Zytotoxizität, Störung des Zellzyklus und Genotoxizität von Naturstoffen

Der In-vitro-Mikronukleus-Assay (MN-Assay) ist ein etabliertes Testsystem zur Beurteilung der Genotoxizität von Naturstoffen im Rahmen der Risikobewertung, ist jedoch zeitaufwendig und benötigt den Einsatz gefährlicher Substanzen. Zudem erfordert der MN-Assay zusätzliche Tests zur Zytotoxizität, um die gewonnenen Daten angemessen interpretieren zu können. Eine Alternative ist die Durchflusszytometrie (FCM), die neben der Detektion von Mikrokernen, die Erfassung zytotoxischer Ereignisse sowie der Zellzyklusverteilung ermöglicht.

Bei dieser Methode [1] werden die Mikrokerne nach der Zelllyse und gleichzeitiger Färbung mit SYTOX^®​ Green anhand ihres DNA-Gehalts von den Zellkernen unterschieden. Die Unterscheidung von apoptotischem und nekrotischem Chromatin wird durch eine vorherige Färbung mit Ethidiummonoazidbromid (EMA) erreicht. Darüber hinaus kann der gemessene DNA-Gehalt der Zellkerne zur Generierung von Zellzyklusdaten herangezogen werden und dadurch Hinweise auf die zugrundeliegenden Wirkmechanismen der getesteten Naturstoffe liefern.

Die Methodenvalidierung erfolgte mit den antineoplastischen Substanzen Etoposid, Mitomycin C und Nocodazol. Im Vergleich zum klassischen MN-Assay sind die Vorteile der FCM-Methode einerseits der hohe Durchsatz, der mehr technische Replikate und damit eine bessere statistische Absicherung ermöglicht, sowie die Möglichkeit, einen breiten Konzentrationsbereich von Naturstoffen abzudecken.

Die optimierte FCM-Methode wird die Grundlage für weiterführende Studien bilden, um ein schnelles Screening von einzelnen Naturstoffen und ihren Mischungen durchzuführen.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
08. September 2025

• Literatur

• 1 Bryce SM. et al. Mutat Res 2007; 630: 78-91