3R-Project 40-92

Verwendung von Fischzellkulturen als Testsystem zur Reduktion und zum Ersatz von Tierversuchen in der Oekotoxikologie

Fent K.
EAWAG, Dübendorf

Duration: 3 years End of the Project: 1996

Background and Aim
Der Einsatz von Fischen als Versuchstiere in der Oekotoxikologie ist stark steigend und Alternativen zu Tierversuchen werden bisher wenig verfolgt. Ziel des Projektes ist die Evaluation eines Bioassays mit Fisch-Hepatomazellen für die oekotoxikologische Beurteilung von neuen Chemikalien und Umweltproben sowie zur Beurteilung der Belastung von Organismen mit Umweltschadstoffen.
Als sensitive Messgrössen dienen die Zytotoxizität und die durch eine Reihe von Umweltchemikalien bewirkte Induktion von spezifischen hepatischen Enzymen, die für den Metabolismus von Fremdstoffen wichtig sind. Es sollen, ausgehend von bekannten Umweltgiften (PCBs), die Induktion von Cytochrom P450 -abhängigen Monooxygenasen über die Enzymaktiviät und mittels monoklonaler Antikörper evaluiert, quantitative Struktur- Aktivitäts- Beziehungen hergestellt, und auf die Analyse und Beurteilung von neuen Schadstoffen und Umweltproben angewandt werden. Die Ergebnisse sollen den Ersatz von Tierversuchen in der akuten und chronischen Toxizitätsprüfung ermöglichen.

Method and Results
Die Untersuchungen über die Zytotoxizität von 21 organischen Zinnverbindungen haben gezeigt, dass sich dieses in vitro-System gut eignet, die Toxizität von Umweltschadstoffen für Fische abzuschätzen. Da die untersuchte permanente Leberzelle metabolisch kompetent ist, eignet sich dieses System als Alternative zu Tierversuchen besser, als bisher verwendete Fibroblastenzellen. Diese Versuche zeigen, dass die Wirkung von Umweltchemikalien und Chemikaliengemischen auf wichtige Enzymsysteme von Zellen in vitro untersucht werden können. Damit lassen sich wichtige Schlüsse über die Wirkung von Umweltchemikalien ziehen, die von ökotoxikologischer Bedeutung sind.
Dieses Zellsystem hat ein grosses Potential für den breiteren Einsatz in der Chemikalienprüfung und Beurteilung der Toxizität von Umweltproben und sollte weiter validiert werden. Unsere Resultate sind zudem vielversprechend für die Verwendung eines solchen in vitro-Systems als bioanalytisches Werkzeug zur Untersuchung von Umweltproben. Damit ist ein Werkzeug für die Forschung und Praxis gegeben, Schadwirkungen auf Fische in einem hervorragenden in vitro-System statt im lebenden Tier zu untersuchen.

References
1. Brüschweiler,B.J., Würgler,F.E., and Fent,K. "Cytotoxicity in vitro of organotin compounds to fish hepatoma cells PLHC-1 (Poeciliopsis lucida)." Aquatic Toxicology 32 (1995): 143-160.

2. Brüschweiler,B.J., Würgler,F.E., and Fent,K. "An ELISA assay for cytochrome P4501A in fish liver cells." Environmental Toxicology and Chemistry 15, no. 4 (1996): 592-596.

3. Brüschweiler,B.J., Würgler,F.E., and Fent,K. "Inhibition of cytochrome P4501A by organotins in fish hepatoma cells PLHC-1." Environmental Toxicology and Chemistry 15, no. 5 (1996): 728-735.
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4. K. Fent (2004) Ecotoxical effects at contaminated sites. Toxicology 205: 223-240.