Tossicologia e mutagenesi ambientale - Appunti Lezione 9

Finalità dei test di mutagenesi

I test di mutagenesi hanno lo scopo di rivelare eventi di alterazione del materiale genetico (mutazioni) e identificare sostanze che inducono mutazioni.

Vantaggi dei sistemi cellulari batterici

• Crescita rapida in terreni semplici
• Ciclo cellulare ben caratterizzato
• Conoscenze complete sulla genetica batterica
• Alterazione genetica determina cambiamenti nelle richieste nutrizionali

Il principio del test di Ames

Il test di Ames utilizza ceppi di Salmonella typhimurium con fenotipo mutato auxotrofi per l’istidina (his-). Il test valuta la reversione, ovvero il ripristino della funzione genica, portando alla comparsa di colonie prototrofe (his+), con fenotipo selvatico.

Il test di Ames: cronologia

• 1966 (Ames e Whitefield): Utilizzo di ceppi mutanti di Salmonella istidina-dipendenti per lo screening dei mutageni chimici
• 1971-1973: Introduzione del sistema di attivazione metabolica (omogenato di fegato di roditori)
• 1973: Sviluppo del plate incorporation assay in sostituzione dello spot test
• 1983 (Maron e Ames): “Linee guida” per il test di reversione con Salmonella

Relazione mutagenesi-cancerogenesi

Cancerogeni e mutageni sono spesso correlati, ma non sempre. Il test valuta la sensibilità (% di cancerogeni positivi al test) e la specificità (% di non cancerogeni negativi al test), determinando potenziali falsi positivi e negativi.

Valore predittivo del test

Il valore predittivo del test di Ames varia tra il 77-90%, calcolato come numero di cancerogeni mutageni diviso per il numero di cancerogeni mutageni più i falsi positivi nei roditori.

Concordanza del test

La concordanza del test rappresenta il numero di sostanze identificate correttamente rispetto al numero totale di sostanze nel database.

Miglioramento della sensibilità del test

Per migliorare la sensibilità del test:

• Modificare geneticamente i ceppi di Salmonella per renderli più sensibili
• Ampliare le classi di mutageni chimici identificabili, inclusi i mutageni indiretti
• Sviluppare procedure di esecuzione del test rapide e riproducibili

Aumento sensibilità dei ceppi

• Introduzione mutazione rfa: impedisce la sintesi del lipopolisaccaride e aumenta la permeabilità ai mutageni
• Delezione gene uvrB e bio: impedisce il funzionamento del sistema di riparazione error free e determina la richiesta di biotina
• Introduzione plasmide pKM101: introduce un sistema di riparazione error prone e comporta la resistenza all'ampicillina