Beschreibung

Formaldehyd ist eine bedeutende Industriechemikalie, die ein mutagenes und kanzerogenes Potenzial besitzt. Als primären genotoxischen Schaden induziert es DNA-Protein Crosslinks (DPC), deren Bedeutung für die Mutagenese und Kanzerogenese jedoch noch unklar ist. Der Comet Assay ist ein Indikatortest zum Nachweis von verschiedenen Arten von DNA-Schäden. Crosslinks werden dabei als die einzigen DNA-Schäden angesehen, die zu einer Hemmung der DNA-Migration führen können. In der vorliegenden Arbeit wurde daher untersucht, ob sich der Comet Assay zum Nachweis von Formaldehyd-induzierten DPC und anderen Arten von Crosslinks eignet und welche Bedeutung DPC für die Mutagenese haben. Das Standardprotokoll des Comet Assays konnte zwar Formaldehyd-induzierte DPC sehr sensitiv nachweisen, jedoch hat es für Mitomycin C- und cis-Platin-induzierte DNA-DNA Crosslinks unter Berücksichtigung der cytotoxischen Wirkung und den Effekten in anderen Genotoxizitätstests nur eine geringe Sensitivität. Kaliumchromat und Natriumarsenit, zwei Substanzen, die ebenfalls DPC induzieren, konnten mit diesem Comet Assay Protokoll nicht als crosslinkende Substanzen identifiziert werden. Ein „neutrales" Comet Assay Protokoll bei pH 9 verbesserte zwar den Nachweis von Kaliumchromat-induzierten Crosslinks, es zeigten sich aber immer noch Probleme beim sensitiven Nachweis von DNA-DNA Crosslinks. Die Induktion von Crosslinks durch Natriumarsenit konnte auch mit diesem Protokoll nicht nachgewiesen werden. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass der Nachweis einer crosslinkenden Potenz von Substanzen mit dem Comet Assay nur mit Einschränkungen möglich ist. Der Comet Assay eignet sich hervorragend zur Detektion Formaldehyd-induzierter DPC und dadurch auch zum Nachweis von Formaldehyd-Expositionen. Im Moment kann jedoch kein Comet Assay Protokoll zum allgemeinen Nachweis einer Crosslink-induzierenden Wirkung unbekannter Substanzen empfohlen werden. Die in der vorliegenden Arbeit durchgeführten vergleichenden Untersuchungen zur Induktion von DPC durch Formaldehyd und Effekten in anderen Genotoxizitätstests weisen darauf hin, dass es einen Zusammenhang zwischen den DPC und der mutagenen Wirkung von Formaldehyd gibt. Das Spektrum der gefundenen Mutationen besteht dabei fast ausschließlich aus Chromosomenmutationen, wie Deletionen und Rekombinationen / Translokationen, die für die Formaldehyd-induzierte Tumorigenese von Bedeutung sein könnten. Ein nicht-genotoxischer Mechanismus der Formaldehyd-induzierten Tumorentstehung wird dadurch jedoch nicht ausgeschlossen. Die Untersuchungen zum Einfluss der DNA-Reparatur auf die Mutationsentstehung durch Formaldehyd und die molekulare Analyse induzierter Mutationen führten zu einem Modell der Reparatur von DPC, das auch die Entstehung der für Formaldehyd typischen Mutationen erklären kann.