Untersuchungen zur Genotoxizität in Fischen und Fischzellen mit der Einzelzell-Gelelektrophorese (Comet Assay) - Möglichkeiten und Grenzen im Umweltmonitoring -

In den Untersuchungen zum Comet Assay mit Fischen und Fischzellen stand die Etablierung des Systems mit primären Hepatocyten und Kiemenzellen aus dem Zebrabärbing (Danio rerio), der Vergleich der genotoxischen Wirkung nach in vitro- und in vivo-Exposition sowie die Korrelation der Ergebnisse mit anderen etablierten Testsystemen im Vordergrund. Erste Grundlagenuntersuchungen für den Einsatz mit Fischzellen wurden mit der Dauerzelllinie RTG-2 vorgenommen. Neben bekannten Mutagenen wurden unterschiedlich belastete Wasserproben von Rhein, Elbe und Neckar getestet. Im Gegensatz zu den In vitro-Untersuchungen, mit nur wenigen positiv getesteten Wasserproben, ergaben Freilandstudien in Fischen aus den untersuchten Gewässern gehäuft leichte DNA Schäden und zeigten damit die Grenzen von Kurzzeit-In vitro-Tests auf. Zur Einschätzung der biologischen Relevanz des Endpunkts DNA Strangbruch aus dem Comet Assay, wurden mit den getesteten Mutagenen der Mikrokern Test, histologische und ultrastrukturelle Untersuchungen bei belasteten Fischen und Fischzellen, Early Life Stage Tests mit dem Zebrabärbling sowie vergleichende Freilandstudien mit unterschiedlichen Fischarten durchgeführt. Diese zeigten, daß die mit dem Comet Assay abgebildeten Effekte im Bereich vielfältiger, biologisch faßbarer Wirkungen liegen. Beispielsweise wiesen die belasteten Fischlarven aus den Early Life Stage Untersuchungen deutliche Ähnlichkeiten mit Entwicklungsmutanten aus genetischen Screenings auf. Die ermittelten LC 50-Konzentrationen entsprachen Testkonzentrationen im Comet Assay, die bereits deutliche DNA-Schäden induzierten. Starke Effekte im Comet Assay konnten mit der Induktion apoptotischer Prozesse in RTG-2 Zellen nach dreitägiger Exposition korreliert werden. Abschließend kann der Comet Assay mit Dauer- und Primärzellen aus Fischen als ein wertvolles Werkzeug im Rahmen einer Testbatterie zur Ermittlung genotoxischer Effekte in der aquatischen Umwelt empfohlen werden