Ames-testen: Bakterietest for kreftfremkallende stoffer

Hva er Ames-testen?

Ames-testen er en bakteriell mutagensitetstest utviklet av Bruce Ames på 1970-tallet (UC Berkeley). Den bruker mutante stammer av *Salmonella typhimurium* (og *E. coli* WP2) for å detektere stoffer som forårsaker DNA-mutasjoner (mutagener). Siden mutagensitet sterkt korrelerer med karsinogensitet (~90% av karsinogene er mutagene i testen), er det en rask, billig, og standardisert *screeningstest* for potensiell kreftfremkallende effekt.

Testprinsipp

1. Testorganismer: *S. typhimurium* stammer med spesifikke mutasjoner i *his* operon (histidinbiosyntese) → histidin-auxotrophe (kan ikke vokse uten ekstern histidin). Vanlige stammer: TA97, TA98, TA100, TA102, TA1535, TA1537 – hver detekterer ulike mutasjonstyper (basepar-substitusjon, frameshift, deletion).
2. Metabolisk aktivering (S9-miks): Leverhomogenat (fra ratt/hamster induSERT med Aroclor 1254 / fenobarbital) + ko-faktorer (NADP, glukose-6-fosfat). Simulerer mammal levermetabolisme (mange pro-karsinogene krever metabolisk aktivering for å bli reaktive elektrofiler som binder DNA).
3. Plating: Bakterier + teststoff (+/- S9) + histidin/biotin (begrenset) på minimal agar plater. Inkuberes 48–72t ved 37°C.
4. Telling: Revertant kolonier (his+) telles. Økning i revertanter over spontan bakgrunn = positiv mutagensitet.

Testdesign og kriterier for positivt svar

• Dose-respons: Økende revertanter med økende dose.
• Reproduserbarhet: Positivt i ≥ 2 uavhengige forsøk.
• Biologisk relevans: ≥ 2-gangs økning over kontroll (for TA98/TA100), ≥ 3-gangs for TA1535/TA1537/TA97/TA102 (pga. høyere bakgrunn).
• Sitotoksisitetskontroll: Redusert bakgrunnslønn / bacterial lawn → toksisitet, ikke mutagensitet.

Anvendelsesområder

• Kjemikalsikkerhet (REACH, ICH S2/R1): Obligatorisk for nye legemidler, pesticider, industrikjemikalier, kosmetika råvarer.
• Legemiddelutvikling: Tidlig screening av kandidater (lead optimization). Negative Ames + negativ in vivo mikronukleus → lavere risiko for karsinogenitet.
• Miljøovervåking: Luftpartikler (PM2.5), drikkevann, jordavrenning, röyk (tobakk, diesel).
• Kosttilskudd / naturlige produkter: Screening for mutagene forurensninger.
• Forskning: Mekanistiske studier av DNA-reparasjon, metabolisme, ko-mutagener.

Styrker

• Rask (2–3 dager), billig, standardisert (OECD TG 471, 472, 473).
• Høy sensitivitet for mutagener (oppdager enkelte basemutasjoner).
• Krever lite teststoff (mg-området).
• Internasjonal akseptert (regulatorer wereldover).

Begrensninger og kritikk

Moderne utvidelser og alternativer

• Mammalian cell gene mutation tests (OECD 490 – TK6, Mouse Lymphoma Assay): Eukaryote celler, detekterer store deletioner/kromosome aberrasjoner.
• In vivo mikronukleus test (OECD 474): Kromosome skade i beenmarg erythrocyter (ratte/mus). Gyldig standard for *in vivo* genotoksisitet.
• Comet assay (alkalin enkeltcelle gel elektroforese): DNA-strengbrudd i enhver væv.
• Transgeni mutasjonstester (MutaMouse, Big Blue): In vivo mutasjonsfrekvens i enhver vev.
• Toxicogenomikk / NGS: Mutasjonssignaturer, patveiaktivitet, biomarkers for tidlig effekt.
• QSAR / Read-across / AI-prediksjon: In silico screening før lab-test.

Regulatorisk status (EU / ICH)

• ICH S2(R1) Genotoksisitetstesting: Batteri anbefalt: (1) Ames test (bakteriell mutasjon), (2) In vitro kromosomskade (mikronukleus / kromosomaberrasjon i kultiverte celler), (3) In vivo mikronukleus (rotte/mus).
• Negative i alle tre → generelt ingen videre karsinogenitetsstudier (2-års rotte/mus) kreves.
• Positive → mekanistiske studier, in vivo oppfølging, risikovurdering (TTC – Threshold of Toxicological Concern for mutagene urenheter).

Konklusjon

Ames-testen forblir *gullstandarden* for initial mutagensitetsscreening pga. hastighet, kostnad, og høy sensitivitet for DNA-reaktive stoffer. Men den er *ikke* en alenestående karsinogenitetstest. En positiv Ames-test krever videre utredning (in vivo, mekanisme, eksponering) for å vurdere menneskelig risiko. En negativ test utelukker *ikke* karsinogenitet (ikke-genotoksiske mekanismer). Kontekst, metabolisme, og integrert testing er avgjørende.