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Zytotoxizitätstest

Synonym: Zytotoxizitätsuntersuchung
Englisch: cytotoxicity assay

1 Definition

Ein Zytotoxizitätstest ist ein Verfahren zur Beurteilung der Biokompatibilität verschiedener Wirkstoffe oder Medizinprodukte, das die potentiell von ihnen verursachten Zellschäden (Zytotoxizität) erfasst. Zum Schutz des Patienten vor Nebenwirkungen wird ein solcher Test vor Marktzulassung entsprechend des Normenwerks ISO 10993 durchgeführt.

2 Verfahren

Zur Untersuchung der Zellviabilität (Zelllebensfähigkeit) wird eine Zellkultur mit einer zu testenden Substanz konfrontiert. Dabei werden sowohl Fibroblasten der Maus, als auch humane Primärzellen eingesetzt. Zu Letzteren zählen beispielsweise isolierte Endothelzellen, Fibroblasten oder glatte Muskelzellen. Nach Inkubation der Zellen mit der Prüfsubstanz wird die Probe auf ihre Zytolysequote untersucht. Entsprechend einer Zytotoxizitätsskala wird die Verträglichkeit des Materials mit den Körperzellen eingestuft.

Zur genaueren Differenzierung der toxischen Substanz kann ggf. parallel eine negative Kontrollgruppe angezüchtet werden.

2.1 Zytotoxizitätsskala

  • 0: Die Substanz ist nicht zytotoxisch
  • 1: Die Substanz ist schwach zytotoxisch (leichte Hemmung)
  • 2: Die Substanz ist mäßig zytotoxisch (starke Hemmung)
  • 3: Die Substanz ist stark zytotoxisch

Wenn keine Zytolyse stattgefunden hat, dafür aber eine Stimulation des Zellwachstums, gilt die Substanz als kanzerogen.

2.2 Nachweis der Zelllebensfähigkeit

Die verbliebene Zellviabilität nach erfolgtem Zytotoxizitätstest kann beispielsweise durch folgende Verfahren dargestellt werden:

3 Anwendung

  • Prüfung hinsichtlich der Marktzulassung eines Produktes
  • Prüfung der Produktqualität
  • Regelmäßige Prüfung im Produktionszyklus
  • Prüfung von Konkurrenzprodukten
  • Prüfung des Einflusses von äußeren Faktoren (z.B. Verpackung)

Neben der Beurteilung von Medizinprodukten können beispielsweise auch Kosmetika oder Chemikalien einem Zytotoxizitätstest unterzogen werden.

4 Klinisch wichtige Zytotoxizitätstests

4.1 Gewebeabhängiger Zytotoxizitätstest

Die Zytotoxizitätsprüfung findet unter Verwendung einer artifiziellen Arterie statt. Die Kapillarmembran wird durch eine Kokultur aus Endothelzellen und glatten Muskelzellen simuliert. So kann die Zytotoxizität verschiedener Substanzen hinsichtlich relevanter Krankheitsbilder, wie beispielsweise Hypertonie oder Arteriosklerose, getestet werden.

4.2 Lymphozytentoxizitätstest

Beim Lymphozytentoxizitätstest (LCT) wird eine Zellkultur aus Lymphozyten eines potentiellen Transplantatspenders mit HLA-spezifischen Antikörpern versetzt. Eine mögliche Zytolyse erfolgt nach Zugabe eines Komplement-Zusatzes.

4.3 T-Zell-Zytotoxizitätstest

Im Rahmen des T-Zell-Zytotoxizitätstests versetzt man eine Zellkultur aus MHC-I-tragenden Zielzellen mit zytotoxischen T-Zellen. Dies dient zum In-vitro-Nachweis einer zellulären Immunreaktion durch die Killerzellen.

4.4 Test auf antikörperabhängige zellvermittelte Zytotoxizität

Der Test auf antikörperabhängige zellvermittelte Zytotoxizität (ADCC) basiert auf einer Zellkultur aus antikörperbeladenen Zielzellen, die mit natürlichen Killerzellen versetzt wird. Diese Effektorzellen schütten nach Bindung über Fcγ-Rezeptoren an die Antikörper u.a. zytotoxische Proteine aus.

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