OECD TG 488 Phân tích đột biến gen tế bào soma và tế bào mầm ở động vật gặm nhấm biến đổi gen

Hướng dẫn của OECD về hành vi kinh doanh có trách nhiệm đối với các tập đoàn đa quốc gia (OECD TG 488 “Thử nghiệm đột biến gen tế bào soma và tế bào mầm ở động vật gặm nhấm biến đổi gen”) mô tả một phương pháp thử nghiệm in vivo được sử dụng để phát hiện các hóa chất gây đột biến gen trong tế bào soma và tế bào mầm của động vật gặm nhấm biến đổi gen. Tiêu chuẩn này là một phần của “Hướng dẫn của OECD về thử nghiệm hóa chất, Phần 4 Tác động đến sức khỏe” và giải quyết một khoảng trống đáng kể trong thử nghiệm độc tính gen: đo lường trực tiếp các đột biến gen in vivo trong các mô khác nhau.

Không giống như nhiều xét nghiệm in vivo tập trung vào tổn thương nhiễm sắc thể hoặc đứt gãy chuỗi DNA, tiêu chuẩn TG 488 đo lường cụ thể các đột biến gen (đột biến điểm, chèn/xóa nhỏ, dịch khung). Tiêu chuẩn này đặc biệt có giá trị để theo dõi các kết quả gây đột biến dương tính trong ống nghiệm, điều tra cơ chế gây ung thư hoặc đánh giá rủi ro di truyền phát sinh từ đột biến tế bào mầm.

Phương pháp này thường tuân theo các bước sau:

• Động vật được điều trị bằng hóa chất thử nghiệm (bằng bất kỳ đường nào, bao gồm uống, bôi ngoài da, hít hoặc cấy ghép) trong một khoảng thời gian xác định (thường là 28 ngày).
• Tiếp theo đó là giai đoạn xuất hiện triệu chứng/cố định (thời gian cần thiết để các tổn thương DNA trở thành đột biến cố định thay đổi tùy thuộc vào loại mô và tế bào).
• Các con vật được gây chết nhân đạo, mô được thu thập và đông lạnh.
• ADN bộ gen được chiết xuất từ ​​các mô đích.
• Các gen chuyển đổi được đóng gói vào các vectơ phage và chuyển vào vi khuẩn.
• Các đột biến được phát hiện thông qua những thay đổi kiểu hình (ví dụ: hệ thống chọn lọc tích cực để chọn lọc màu sắc hoặc loại bỏ gen).
• Tần suất đột biến được tính bằng cách chia số lượng mảng/cụm khuẩn đột biến cho tổng số lượng thu được (thường nhắm đến 10^5–10^6 mảng trên mỗi mô trên mỗi động vật).

Phương pháp xét nghiệm này phát hiện nhiều loại đột biến và có tính đến các yếu tố trong cơ thể sống như quá trình trao đổi chất, dược động học và sửa chữa DNA.

Các yếu tố thiết kế nghiên cứu như sau:

• Liều dùng: Để đảm bảo tính nhất quán với các nghiên cứu độc tính liều lặp lại, sự tích hợp và để giảm số lượng động vật thí nghiệm, thuốc thường được sử dụng trong 28 ngày liên tiếp.
• Thời gian lấy mẫu: Thời gian này phụ thuộc vào loại mô và mục đích (ngắn hơn đối với các tế bào phân chia nhanh, dài hơn đối với tế bào mầm hoặc quá trình cố định mẫu).
• Các bước kiểm tra: Kiểm tra đồng thời kết quả âm tính/thông tin nhà cung cấp, kiểm tra kết quả dương tính và xem xét dữ liệu kiểm tra lịch sử.
• Đánh giá: Các quyết định tích cực/tiêu cực xem xét ý nghĩa thống kê, mối quan hệ liều lượng-đáp ứng và ý nghĩa sinh học (so sánh với dữ liệu đối chứng lịch sử). Phân tích phân tử các đột biến có thể cung cấp phổ đột biến.
• Khả năng tích hợp: Có thể kết hợp với các chỉ số khác như vi nhân (TG 474) hoặc xét nghiệm đột biến porcine-α trên cùng một động vật.

Những ưu điểm của tiêu chuẩn này như sau:

• Nó đo lường các đột biến gen (không chỉ là các dấu hiệu) trong hầu hết mọi mô.
• Nó liên quan đến toàn bộ quá trình trao đổi chất và sửa chữa của động vật.
• Nó hỗ trợ cả việc xác định mối nguy hiểm và phân tích cơ chế hoạt động.
• Nó linh hoạt trong việc đánh giá cả tế bào soma và tế bào mầm.

Những hạn chế của tiêu chuẩn này như sau:

• Việc này đòi hỏi các loài động vật biến đổi gen chuyên biệt và chuyên môn kỹ thuật (chẳng hạn như đóng gói phage).
• So với cơ sở dữ liệu mô soma, cơ sở dữ liệu tế bào mầm vẫn còn tương đối hạn chế.
• Chất thử nghiệm hoặc các chất chuyển hóa của nó được coi là không phù hợp nếu chúng không đến được mô đích.

Tiêu chuẩn OECD TG 488 được sử dụng trong các đánh giá an toàn hóa chất (ví dụ: REACH và EPA ở châu Âu) đối với các chất có khả năng gây đột biến trong ống nghiệm hoặc gây lo ngại về rủi ro di truyền. Điều này hỗ trợ các phương pháp dựa trên bằng chứng về khối lượng để phân loại và ghi nhãn (ví dụ: chất gây đột biến tế bào mầm).

Các công việc đang được tiến hành bao gồm tối ưu hóa thời gian lấy mẫu tế bào mầm, cải thiện các phương pháp thống kê bằng cách sử dụng nhóm đối chứng lịch sử và tích hợp tốt hơn với các xét nghiệm khác để giảm thiểu việc sử dụng động vật.

Hướng dẫn này là một công cụ mạnh mẽ, nhất quán trên phạm vi quốc tế, nhằm thúc đẩy ngành độc học di truyền và bảo vệ sức khỏe con người khỏi các mối nguy gây đột biến.

Tóm lại, tiêu chuẩn OECD TG 488 bao gồm một phương pháp thử nghiệm được quốc tế chấp nhận dùng để đánh giá xem một chất hóa học có gây đột biến gen trong cơ thể sống (in vivo) hay không. Thử nghiệm này được sử dụng rộng rãi trong độc chất học di truyền, đánh giá rủi ro theo quy định và, nếu có thể áp dụng, đánh giá an toàn hóa chất đối với dược phẩm, hóa chất công nghiệp, thuốc trừ sâu, phụ gia thực phẩm và thành phần mỹ phẩm.

Mục đích chính của tiêu chuẩn này là để xác định xem việc tiếp xúc với một chất có gây ra những hậu quả sau đây hay không:

• Đột biến tế bào soma (đột biến trong các tế bào cơ thể có khả năng liên quan đến sự phát triển ung thư)
• Đột biến tế bào mầm (đột biến trong tế bào tiền thân của tinh trùng hoặc trứng, có khả năng di truyền)
• Tiêu chuẩn này đánh giá các sự kiện đột biến trong toàn bộ hệ thống động vật và bao gồm: quá trình trao đổi chất, hấp thụ và phân phối, sửa chữa DNA và các phản ứng đặc hiệu của mô.

Điều này làm cho nó trở nên vô cùng giá trị, đặc biệt khi kết quả thí nghiệm trong ống nghiệm dương tính hoặc không rõ ràng, và các cơ quan quản lý cần xác nhận trong một mô hình sinh học phù hợp trên cơ thể sống.

Các loài gặm nhấm biến đổi gen được sử dụng trong các thử nghiệm chứa các gen báo hiệu có thể đảo ngược. Các gen này được tích hợp vào bộ gen của động vật. Phương pháp này chủ yếu đo lường các yếu tố sau:

• Tần suất đột biến
• Phổ đột biến (phân tích trình tự theo yêu cầu)
• Phản ứng gây đột biến đặc hiệu mô

Sự gia tăng đáng kể về mặt thống kê về tần suất đột biến so với nhóm đối chứng cho thấy hoạt tính gây đột biến.

OECD TG 488 lấp đầy một khoảng trống quan trọng trong quy định vì nhiều chất gây đột biến có hành vi khác nhau trong hệ thống sống so với trong nuôi cấy tế bào. Những lý do chính cho sự cần thiết của nó như sau:

• Điều này xác nhận liệu các phát hiện về khả năng gây đột biến trong ống nghiệm có ý nghĩa sinh học trong cơ thể sống hay không.
• Phát hiện khả năng gây đột biến đặc hiệu mô.
• Nó đánh giá các hợp chất được hoạt hóa về mặt chuyển hóa.
• Nó hỗ trợ việc đánh giá khả năng gây ung thư.
• Nó giúp đánh giá nguy cơ đột biến di truyền.

Các cơ quan quản lý thường sử dụng tiêu chuẩn TG 488 trong các trường hợp sau:

• Khi xét nghiệm đột biến gen trong ống nghiệm cho kết quả dương tính.
• Khi có mối lo ngại về các cơ chế phản ứng của DNA
• Khi cần thực hiện thêm các xét nghiệm theo dõi trong chiến lược đánh giá độc tính gen tích hợp.

Tóm lại, tiêu chuẩn OECD TG 488 là một thử nghiệm đột biến gen in vivo vô cùng quan trọng, cho phép phát hiện trực tiếp các đột biến gen ở động vật gặm nhấm chuyển gen. Nó cung cấp khả năng tương thích sinh học mạnh mẽ hơn nhiều so với các phương pháp in vitro và đặc biệt hữu ích trong các quy trình ra quyết định của cơ quan quản lý khi đánh giá tiềm năng gây độc gen và gây ung thư của các hóa chất.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử tuân thủ tiêu chuẩn OECD TG 488.