Der Test von Ames ist eine biologische Feinprobe, um das mutagenic Potenzial von chemischen Zusammensetzungen zu bewerten. Ein positiver Test zeigt an, dass die Chemikalie mutagenic ist und deshalb als ein Karzinogen handeln kann, da Krebs häufig mit der Veränderung verbunden wird. Jedoch sind mehrere falsche-positives und falsche Negative bekannt. Die Testaufschläge als eine schnelle und günstige Feinprobe, um das karzinogene Potenzial einer Zusammensetzung seit Standardkarzinogen-Feinproben auf Nagetieren zu schätzen, sind (Einnahme von ungefähr drei Jahren zeitraubend, um zu vollenden), und teuer. Das Verfahren wird in einer Reihe von Papieren vom Anfang der 1970er Jahre von Bruce Ames und seiner Gruppe an der Universität Kaliforniens, Berkeley beschrieben.

Allgemeines Verfahren

Der Test von Ames verwendet mehrere Beanspruchungen der Bakteriensalmonelle typhimurium, die Veränderungen in an der histidine Synthese beteiligten Genen tragen d. h. es ein auxotrophic Mutant ist, so dass sie histidine für das Wachstum verlangen. Die Methode prüft die Fähigkeit zu mutagen im Schaffen von Veränderungen, die auf einen Rückfall zurück zu einem Non-Auxotrophic-Staat hinauslaufen können, so dass die Zellen auf einem histidine-freien Medium wachsen können. Die Prüfer-Beanspruchungen werden besonders gebaut, um irgendeinen frameshift zu entdecken (z.B spannt TA-1537, und TA-1538) oder Punkt (spannen z.B TA-1531) Veränderungen in den Genen, die erforderlich sind, histidine zu synthetisieren, so dass mutagens, der über verschiedene Mechanismen handelt, identifiziert werden kann. Einige Zusammensetzungen sind ziemlich spezifisch, Rückfälle in gerade einer oder zwei Beanspruchungen verursachend. Die Prüfer-Beanspruchungen tragen auch Veränderungen in den für die lipopolysaccharide Synthese verantwortlichen Genen, die Zellwand der Bakterien durchlässiger, und im Ausschneidungsreparatur-System machend, um den Test empfindlicher zu machen. Ratte-Leber-Extrakt wird fakultativ hinzugefügt, um die Wirkung des Metabolismus vorzutäuschen, wie einige Zusammensetzungen, wie benzo [ein] pyrene, nicht mutagenic selbst sind, aber ihre metabolischen Produkte sind.

Die Bakterien werden auf einem Agar-Teller mit einem kleinen Betrag von histidine ausgebreitet. Dieser kleine Betrag von histidine im Wachstumsmedium erlaubt den Bakterien, seit einer anfänglichen Zeit zu wachsen und die Gelegenheit zu haben, sich zu ändern.

Wenn der histidine nur Bakterien entleert wird, die sich geändert haben, um zu gewinnen, wird die Fähigkeit, seinen eigenen histidine zu erzeugen, überleben. Der Teller wird seit 48 Stunden ausgebrütet. Der mutagenicity einer Substanz ist zur Zahl von beobachteten Kolonien proportional.

Identifizierung von Karzinogenen

Frühe Studien durch Ames haben gezeigt, dass 90 % bekannter Karzinogene über diesen Test identifiziert werden können. Spätere Studien haben jedoch Identifizierung von 50-70 % bekannter Karzinogene gezeigt. Der Test wurde verwendet, um mehrere Zusammensetzungen zu identifizieren, die vorher in kommerziellen Produkten als potenzielle Karzinogene verwendet sind. Beispiele schließen tris (2,3-dibromopropyl) Phosphat ein, das als ein Flamme-Verzögerungsmittel in Plastik und Textilwaren als der sleepware solcher Kinder und furylfuramide verwendet wurde, der als ein Antibakterienzusatz im Essen in Japan in den 1960er Jahren und 1970er Jahren verwendet wurde. Furylfuramide hatte vorher tatsächlich Tiertest bestanden, aber kräftigere Tests nach seiner Identifizierung im Test von Ames haben es gezeigt, um karzinogen zu sein. Ihre positiven Tests sind auf jene Chemikalien hinausgelaufen, die vom Gebrauch in Verbrauchsgütern zurückziehen werden.

Ein interessantes Ergebnis vom Test von Ames besteht darin, dass das Dosis-Ansprechkurve-Verwenden unterschiedliche Konzentrationen der Chemikalie sind fast immer geradlinig, anzeigend, dass es keine Schwellenkonzentration für mutagenesis gibt, deshalb darauf hinweisend, dass, als mit Radiationen, es keine sichere Schwelle für chemischen mutagens oder Karzinogene geben kann. Jedoch haben einige vorgeschlagen, dass die niedrige Stufe von einem mutagens die DNA-Reparatur-Prozesse stimulieren kann, die die Wirkung des mutagens lindern können und so nicht schädlich sein können. Bruce Ames selbst hat gegen geradlinige Extrapolation der Dosis-Antwort von der hohen Dosis argumentiert, die in Carcinogenesis-Tests in Tiersystemen zur niedrigeren Dosis von in der menschlichen Aussetzung normalerweise gestoßenen Chemikalien verwendet ist, weil die Ergebnisse positives wegen der mitogenic Antwort sein falsch können, die durch die künstlich hohe Dosis von in solchen Tests verwendeten Chemikalien verursacht ist. Er hat auch vor der "Hysterie über winzige Spuren von Chemikalien gewarnt, die können oder Krebs nicht verursachen können", der "völlig die Hauptgefahren vertreibt, deren Sie bewusst sein sollten."

Der Test von Ames wird häufig als einer der anfänglichen Schirme für potenzielle Rauschgifte verwendet, um mögliche Karzinogene auszusondern, und es ist einer der acht Tests, die auf das Schädlingsbekämpfungsmittel-Gesetz (die USA) und einer von sechs Tests erforderlich sind, die auf das Toxische Substanz-Kontrollgesetz (die USA) erforderlich sind.

Beschränkungen

Salmonelle typhimurium ist ein prokaryote, deshalb ist es nicht ein vollkommenes Modell für Menschen. Ratte-Leber S9 Bruchteil wird verwendet, um die metabolischen Säugetierbedingungen nachzuahmen, so dass das mutagenic Potenzial von metabolites, der durch ein Elternteilmolekül im hepatischen System gebildet ist, bewertet werden kann, jedoch gibt es Unterschiede im Metabolismus und mutagenicity von Chemikalien zwischen Menschen und Ratte. Der Test kann deshalb durch den Gebrauch der menschlichen Leber S9 Bruchteil verbessert werden; sein Gebrauch wurde vorher durch seine Verfügbarkeit beschränkt, aber es ist jetzt gewerblich verfügbar und kann deshalb mehr ausführbar sein. Ein angepasster im vitro Modell ist für eukaryotic Zellen, zum Beispiel Hefe gemacht worden.

Im Test von Ames identifizierter Mutagens braucht nicht notwendigerweise karzinogen zu sein, und weitere Tests sind für jedes potenzielle im Test identifizierte Karzinogen erforderlich. Rauschgifte, die die Nitrat-Hälfte manchmal enthalten, kommen positiv für Ames zurück, wenn sie tatsächlich sicher sind. Die Nitrat-Zusammensetzungen können Stickstoffoxyd, ein wichtiges Signalmolekül erzeugen, das einen falschen positiven geben kann. Nitroglyzerin ist ein Beispiel, das einem positiven Ames gibt, noch wird noch in der Behandlung heute verwendet. Nitrate im Essen können jedoch durch die Bakterienhandlung auf nitrites reduziert werden, die, wie man bekannt, Karzinogene durch das Reagieren mit Aminen und amides erzeugen. Lange Toxikologie und Ergebnis-Studien sind mit solchen Zusammensetzungen erforderlich, um einen positiven Test von Ames zu widerlegen.

Schwankungsmethode

Der Test von Ames wurde mit Agar-Tellern (die Teller-Integrationstechnik), wie beschrieben, oben am Anfang entwickelt. Seit dieser Zeit ist eine populäre Alternative zum Durchführen des Tests von Ames entwickelt worden, der als die "Schwankungsmethode" bekannt ist. Die Schwankungsmethode wird völlig in der flüssigen Kultur durchgeführt und wird durch das Zählen der Zahl von Bohrlöchern eingekerbt, die gelb von purpurrot in 96 - gut Mikroteller werden.

Diese Technik ist dasselbe im Konzept als die traditionelle Teller-Integrationsmethode mit Bakterien, die zu einer Reaktionsmischung mit einem kleinen Betrag von histidine hinzufügen werden, der den Bakterien erlaubt, zu wachsen und sich zu ändern, zurück zum im Stande Sein zurückkehrend, ihren eigenen histidine zu synthetisieren. Durch das Umfassen eines PH-Hinweises wird die Frequenz der Veränderung als die Zahl von Bohrlöchern aus 96 aufgezählt, die Farbe (verursacht durch einen Fall im pH wegen metabolischer Prozesse von sich vermehrenden Bakterien) geändert haben. Als mit dem traditionellen Test von Ames ist die Probe im Vergleich zur natürlichen Hintergrundrate der Rückveränderung, um den genotoxicity einer Substanz einzusetzen. Die 96 - gut Teller werden seit bis zu fünf Tagen mit veränderten (gelben) Kolonien ausgebrütet, die jeden Tag und im Vergleich zur Hintergrundrate der Rückveränderung mit gegründeten Tischen der Bedeutung aufzählen werden, die bedeutenden Unterschiede zwischen der Hintergrundrate der Veränderung und dem für die geprüften Proben zu bestimmen.

Die Schwankungsmethode ist mit der traditionellen Strömen-Teller-Methode in Bezug auf die Empfindlichkeit und Genauigkeit jedoch vergleichbar, es hat wirklich mehrere Vorteile, nämlich die Prüfung von höheren Konzentrationen der Probe (bis zu 75 % v/v), Erhöhung der Empfindlichkeit und das Verlängern seiner Anwendung auf auf niedriger Stufe Umweltmutagens berücksichtigend.

Die Schwankungsmethode hat auch einen einfachen colorimetric Endpunkt; das Zählen der Zahl von positiven Bohrlöchern aus möglichen 96 Bohrlöcher ist viel weniger zeitaufwendig als das Zählen individueller Kolonien auf einem Agar-Teller. Mehrere kommerzielle Bastelsätze sind verfügbar. Die meisten Bastelsätze haben verbrauchbare Bestandteile in einem zum Gebrauch bereiten Staat einschließlich lyophilized Bakterien, und Tests können in einem Nichtspeziallaboratorium durchgeführt werden, und die einzige notwendige Ausrüstung ist ein 37 °C Brutkasten und eine Mehrkanalpipette.