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07.12.2022

21.02.2013

Nutzen von Zellkulturen für die Bewertung von Gefahrstoffen

Dr. Sabine Plöttner , Peter Welge , Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Ruhr-Universität Bochum


Um Beschäftigte effektiv vor möglichen Gefährdungen durch Chemikalienexposition zu schützen, müssen Art und Ausmaß von Risiken durch Gefahrstoffe am Arbeitsplatz abgeschätzt werden. Wichtige Informationsquellen sind epidemiologische Studien, aber auch tierexperimentelle Ergebnisse. Oft bleiben dabei Fragen offen, z. B. nach dem Wirkmechanismus der Substanz. Zellkulturexperimente, wie sie auch am IPA durchgeführt werden, in denen Zellen unter definierten und kontrollierten Bedingungen mit Gefahrstoffen behandelt werden, können hier wichtige Informationen liefern.

In-vitro-Experimente werden an Zellkulturen durchgeführt, die meist tierischen oder - idealerweise - humanen Ursprungs sind, um möglichst gut auf den Menschen übertragbare Ergebnisse zu erzielen. Dabei unterscheidet man zwischen permanenten und primären Zellkulturen. Permanente, "unsterbliche" Zelllinien entstammen häufig Tumorgeweben. Die Zellen können sich quasi unendlich vermehren und stehen so in großer Menge zur Verfügung. Im Gegensatz dazu werden primäre Zellen frisch aus einem intakten Gewebe, z. B. aus Lunge oder Leber, isoliert. Sie sind deshalb nur in begrenztem Umfang verfügbar und können zudem nur für eine beschränkte Zeit kultiviert werden, ohne sich wesentlich zu verändern. Die Zellen ähneln in ihren Eigenschaften, z. B. in ihrer Stoffwechselkapazität, noch eine Zeitlang denen im Organismus. Dies ist wichtig, da bei zahlreichen Gefahrstoffen erst ihre im Körper gebildeten Stoffwechselprodukte toxisch wirken. Viele permanente Zelllinien sind hingegen nur noch in geringem Maße oder gar nicht mehr in der Lage, solch eine Metabolisierung durchzuführen. Da beide Zellkultursysteme sowohl Vor- als auch Nachteile besitzen, gilt es für die jeweilige Fragestellung abzuwägen, welches Modell am besten geeignet ist.


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