ROS-Test
Synonym: oxidative stress assay
Definition
Der Begriff ROS-Test umfasst verschiedene labormedizinische Verfahren zur Bestimmung von oxidativem Stress, dem Zellen durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) ausgesetzt sind. Die dazugehörigen Methoden umfassen u.a. Fluorometrie, Chemolumineszenz, kolorimetrische Methoden oder die Messung des oxidativ-reduktiven Potentials (ORP).
Hintergrund
Reaktive Sauerstoffspezies umfassen zahlreiche hochreaktive Sauerstoffverbindungen und Radikale. Zu diesen zählen u.a. das Superoxidanion, Wasserstoffperoxid und das Hydroxylradikal. Physiologisch gesehen spielen ROS eine wichtige Rolle bei zahlreichen zellulären Prozessen. Ein Übermaß an ROS stört jedoch die Zellhomöostase und wird mit einer vermehrten Lipidoxidation oder oxidativen DNA-Schäden, wie etwa der DNA-Fragmentierung in Verbindung gebracht. Dabei werden Lipide und Proteine degradiert sowie DNA-Einzel- und Doppelstrangbrüche hervorgerufen.
Diese Abläufe fasst man auch unter dem Begriff "oxidativer Stress" zusammen. Er wird ätiologisch mit zahlreichen neurodegenerativen Erkrankungen, Herz-/Kreislauf-Erkrankungen, Karzinogenese oder Infertilität assoziiert.
Biomarker
Die direkte Messung von ROS in Gewebe oder Körperflüssigkeiten ist aufgrund ihrer sehr kurzen Lebensdauer und niedrigen Konzentration schwierig. Daher werden häufig stabile Marker oxidativer Zellschäden bestimmt.
Zu den wichtigsten Biomarkern zählen:
- 8-Hydroxy-2'-deoxyguanosin (8-OHdG) – Marker oxidativer DNA-Schäden
- Malondialdehyd – Produkt der Lipidperoxidation
- oxidiertes LDL
- Tyrosindimere – Marker oxidativer Proteinschäden
- Verhältnis von reduziertem zu oxidiertem Glutathion (GSH/GSSG)
8-OHdG entsteht bei oxidativen DNA-Schäden und wird im Rahmen der Basenexzisionsreparatur aus der DNA entfernt. Die Konzentration im Urin oder Serum kann daher als indirekter Marker für das Ausmaß oxidativer DNA-Schäden dienen.
Neuere Verfahren umfassen auch die Bestimmung des Oxidations-Reduktions-Potentials (ORP). Dieses beschreibt das Gleichgewicht zwischen oxidierenden und reduzierenden Molekülen in einer Probe und wird in Millivolt gemessen.
Testverfahren
Wichtige Testverfahren zur Messung von ROS sind u.a.:
Diese Verfahren werden überwiegend in der experimentellen Forschung eingesetzt.
Indikationen
- Erweiterte Fertilitätsdiagnostik bei pathologischem Spermiogramm, wiederholtem IVF/ICSI-Versagen oder rezidivierende Fehlgeburten
- Exposition gegenüber oxidativem Stress (Rauchen, Alkohol, Toxine/Umweltgifte)
Limitationen
Viele Testsysteme zum Nachweis oxidativen Stresses sind bislang nur begrenzt standardisiert. Es fehlen validierte Cut-Off-Werte. Zudem können verschiedene präanalytische Faktoren das Ergebnis beeinflussen, z.B.:
- artifizielle Bildung von Hydroperoxiden während der Probenaufbereitung
- Abbau oxidierter Moleküle bei längerer Probenlagerung
- Unterschiede zwischen verschiedenen Messmethoden
Die Aussagekraft der verschiedenen Verfahren ist begrenzt, die Spezifität und Sensitivität für klare klinische Aussagen nicht ausreichend. Die Interpretation der Ergebnisse muss daher stets vorsichtig und im klinischen Kontext erfolgen.