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Untersuchung von zytotoxischen und DNA-schädigenden Effekten durch Zementstäube auf kultivierte humane Lungenzellen : WST-1 Assay und COMET-Assay

Noak, Natalia


Originalveröffentlichung: (2012) Giessen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (3.382 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-91627
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2013/9162/

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5970-5
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 19.11.2012
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 22.01.2013
Kurzfassung auf Deutsch: Die Konzentrations-Wirkungseffekte von Europäischen Zementstäuben wurden gleichzeitig in zwei Testsystemen (WST-1-Assay und Comet-Assay) untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass die verwendeten A549-Zellen auf die Stäube wie Feinquarz DQ12 empfindlich reagieren und daher prinzipiell für die Feinstaubuntersuchungen geeignet sind. Mit den beiden Testsystemen wurden die Endpunkte der Zytotoxizität und Gentoxizität erfasst.
Commet-Assay lieferte bei der Zement-Untersuchung gute Ergebnisse. Durch die einfache und schnelle Handhabung, hohe Sensitivität (reicht schon geringe Zellenzahl), geringen Kosten und genauen Ausmaß und Art der DNA-Brüchen ist diese Methode für die Untersuchungen der verschieden Arten von Stäuben sehr gut geeignet.
Die Gentoxizität der Kontrollen und der fünf Stäube wurde mit dem Comet-Assay untersucht. Wasserstoffperoxid und der Kontrollstaub Quarz DQ12 zeigten relevante gentoxische Effekte in den A549-Zellen. Die DNA-schädigende Wirkung von Quarz DQ12 wurde bereits bei einer Konzentration von 25 µg/cm2 festgestellt. Dagegen wirken Titandioxid (negative Staubkontrolle) und alle weiteren geprüften Stäube nicht gentoxisch.
Lediglich bewirkte der Zementstaub G in der höchsten (nicht zytotoxischen) Konzentration eine im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle eine signifikante Erhöhung des Olive Tail Moments (OTM).
Nicht im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden die Zementstäube auf gentoxische Wirkungen mit Hilfe des Mikronukleus-Tests untersucht (Vojnar & Stecher, 2007). Der Test zeigte, dass die untersuchten Zementproben auch beim Mikrokern-Test keine gentoxischen Wirkungen auf die Lungenzellen A549 haben.
Obwohl die in dieser Arbeit getesteten Zementstäube kein zytotoxisches oder gentoxisches Potential in menschlichen Lungenzellen haben, schließt es jedoch nicht aus, dass gentoxische bzw. mutagene Wirkungen im Lungengewebe bzw. sogar in dem sehr komplexen System des menschlichen Atemtraktes oder in den anderen Zelltypen, auftreten können. Solches kann letztlich nur durch in-vivo-Studien und/oder epidemiologischen Studien mit hinreichender Sicherheit geklärt werden. Weiterhin existieren auch noch methodische Probleme, wie z.B. die Pufferung der Zementalkalität durch das verwendete Kulturmedium. Somit lassen die bisherigen Ergebnisse noch keine direkte Interpretation der gesundheitlichen Relevanz für den menschlichen Organismus zu.
Kurzfassung auf Englisch: Dusts concentration – influence effects have been studied simultaneously in two test systems: WST-1-Assay and Comet-Assay. Previous results have shown that A549-cells sensibly react to such dusts as fine quartz DQ12 and therefore are in principle suitable for dust studies. The end points of cytotoxicity and genotoxicity have been summarized in to both test systems mentioned above.
The Commet-Assay has provided good results for a cement studies. This method is qualified for the study of various types of dusts due to the simplicity and quickness of implementation, high sensitivity (small amount of cells are enough), low price and exact scale and types of DAN-fractures.
The genotoxicity of the controlling and the five dusts have been studied with the Comet-Assay. A hydrogen peroxide and the pilot dust DQ12 quartz have shown relevant genotoxic effect in the A549-cells. A DNA-damaging influence of DQ 12 quartz has already been detected at a concentration of 25 µg/cm2. At the contrary a titanium dioxide (negative dust controls) and the further examined dusts have no gentoxic influence.
Exceptionally the cement dust G in the highest (not citotoxic) concentration causes a significant in comparison with solvent control increasing of an Olive Tail Moment.
Above that with a help of a micronucleus-test the cement dusts have been studied for a gentoxic influence by another colleague. The test revealed that the examined (researched) cement samples by a micronucleus-test cause no genotoxic influence on the lung cells A 549 either.
The cement dusts, which have been tested in this paper, have no citotoxic or genotoxic potential in human lung cells. Though, it doesn’t mean that genotoxic or mutagenic activity can´t appear in another type of cells or cell lines or even in a very complicated system of human respiratory airways.
At least this can only be determined with enough certainty through an in-vivo-study and/or epidemiological studies. Furthermore, there are some methodological problems, for example, buffering of a cement alkalinity by means of applicable culture environment. Hereby the main results of this study do not allow yet any direct interpretation of the human health relevance.
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