Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 86
Текст из файла (страница 86)
по-видимому, не поддаются обнаружению, поскольку они не осуществляют свое действие через поврсждснне ДНК. В общем, проблема экстраполяции с бактеривльного на человеческий геном и результатов опытов 1п Ипо на условия 1п юто схолна с проблемами, встретившимися при тестировании на мутагенность половых клеток. Можно надеяться, что этот метод окажется эффективным при тестировании на мутагенность химических вещесз в из окружающей среды, твк как он позволяет в течение короткого времени проверить гораздо больше соединений, чем методы 1п тоо Однако он не может заменить моголов ш мто Метаболизм.
Другой важный фактор, влияющий на вероятность мутагенеза и канцерогенеза, связан с генетически детерминированными различиями в метаболизме чужеродных веществ, включая лекарства н агенты окружающей среды (ксенобиотики). Современные данные показывают, что идентичные близнецы обнаруживают одинаковые скорости биотрансформацин лекарств, несмотря на значителъную изменчивость параметров биотрансфорацни в общей популяции (разд. 4.5). Таким образом. генетические факторы, по-видимому, имеют основное значение при разложении ксснобиотиков. Например, работы на мышах н на людях показали, что гндроксилаза арил-углеводородов играет важную роль в превращении полициклических углеводородов в эпоксиды.
Эпоксидные соединения гораздо более канцерогенны, чем уз леводороды. Говоря шире, неболъшая часть популяции, объединяющая индивидов, медленно инактивнрующих ксенобиотик или трансформирующих данный ксенобиотик в активный мутагенный агент, будет подвержена гораздо большему риску, чем популяция в целом. Никакая тест-система с использованием экспериментальных животных не может пролить свет на этот важный аспект мутагенеза, обусловленного факторами окружающей среды. Поэтому может оказаться полезным включение в тест Эймса 1см.
выше) человеческого кле- б Мутации 2б9 точного материала от многих различных индивидов (образцов печени плода, взятых у абортусов) с целью нахождения возможных различий, обусловленных изменчивостью людей по метаболизму ксенобиотических веществ. Методы скринирования мутантов путем изучения полиморфизма ферментов и белков в человеческих популяциях позволяют непосредственно вьивлять многие мутации, однако установить при этом факт участия специфического вредного агента окружающей среды намного сложнее (см. ниже). Тканевые различия в индукции мутаиий. Третья экстраполяция .это экстраполяция с одной ткани на другую. Хромосомные мутации, например, можно легко проанализировать в костном мозге мышей илн китайских хомячков или в культурах лимфоцитов человека. Было бы заманчиво провести зкстраполяцию с этих соматических клеток на половые клетки.
Однако опыт, полученный в радиационной генетике, показал, что чувствительность половых клеток может очень отличаться от чувствительности других клеток (разя. 5.2,1.3). Для практических целей не так важно, обусловлены ли эти различия клеточным отбором или действительными различиями в индукции мутаций. Кроме того, у обоих полов отмечена неодинаковая чувствительность на разных стадиях развития половых клеток.
По всем этим причинам проверка на мутагенность в соматических кле~ках не может дать информапии, необходимой для вычисления оценок генетического риска. Однако методы цитогенетического тестирования 1п чгео очень ценны для получения оценок риска возникновения соматических мутаций, особенно тех из них, которые, возможно, приводят к раку. При наличии генетического риска для потомгпыа тестирование следует проводить на половых клетках млекопитаницих.
Если вещество оказывается мутагенным, необходимо учитывать возможные различия в метаболизме этого соединения между тестируемым животным и человеком, а также между индивидами внутри человеческой популяции. Экстраполщия г высоких доз на низкие. Четвертая экстраполяция, часто бывающая необходимой,— это экстраполяция с высоких на низкие дозы химического вещества. Обычно в случае фармацевтических средств эта проблема не возникает, поскольку лекарства часто применяют в довольно высоких дозах. Такая проблема встречается главным образом, когда мы имеем дело с так называемыми мутагенами окружающей среды, то есть соединениями, которые воздействуют на многих людей в относительно низких дозах, но в течение длительного времени.
В данном случае следует планировать эксперименты на животных, как можно лучше имитирующие реальную ситуацию, например подвергать их воздействию низких доз с течение 1 — 2 лет. Подобные опыты на мышах проводились с использованием кофеина и дали, к счастью для всех любителей кофе, отрицательные результаты [2123. Естественно, однако, что такие эксперименты дороги и отнимают много времени.
Тем не менее их следует планировать для всех химических веществ, которые воздействуют на людей и которые проявили мутагенность при высоких дозах. Если мутагенные эффекты доказаны в случае приемлемо высоких доз, т. е. доз, не убивающих животное в результате другого, токсического воздействия, разумно считать это соединение мутагенным и при более низких дозах, если не доказано обратное. Пороги в случае мутагенеза, вызванного факторами окрузкагои)вй среды.
При интерпретации результатов тестирования химических мутагенов следует рассмотреть концепцию порога. Обычно полагают, что появление случаев рака, обусловленных мутациями, прямо зависит от дозы. В этой концепции подразумевается, что в типичном токсикологическом исследовании осуществляется воздействие высоких доз вещества на относительно небольшое число животных. Если при высоких дозах развивается рак, эти результаты экстраполируют на низкие дозовые уровни (обычно и оказывающие влияние на человеческую популяцию) и предполагают, что это соединение канцерогенно. Такая экстраполяция пред- 270 б.
Мутации ставляется приемлемой, если не существует никакого пороза, прн воздействиях ниже которого рак, вероятно, не развивается. Полное и неопровержимое с научной точки зрения доказательство того, что порогов не существует, потребовало бы использования для каждого тестируемого вещества непомерно болыпого числа животных. Поскольку никаких исследований такого рода не проводилось, в целях максимального обеспечения защиты человеческого вида следует принимать пороговую модель (т.е. проводить линейную зкстраполяцию к низким дозам). Должно быть ясно, однако, что если порог сушествуег, экстраполяции этого типа будут вводить в заблуждение.
Наличие такого порога с биологической точки зрения вполне реально ввиду наличия ферментов, репарнруюших мутационные повреждения. Все этн соображения относительно канцерогенеза в равной мере приложимы к индукции мутаций в половых клетках. Иногда можно избежать выполнения необходимой здесь сложной и дорогой тестирующей программы. Планируйте свою программу тестирования так, чтобы долу«ать ответы на конкретные вопросы. Не каждое химическое вешество надо проверять на все возможные генетические эффекы в половых и соматических клетках. Программа проверки зависит от целей, которым служит данное соединение. Например, противозачаточные пилюли, воздействию которых подвергаются многие представительницы нашего вида, должны пройти тщательное тестирование на любую мутагенную активность в ходе оогенеза, особенно в течение «чувствительного» периода до и вскоре после зачатия.
Однако было бы неразумно тестировать противозачаточные пилюли на мутагенность в мужских половых клетках. Недавно было достигнуто согласие между множеством комитетов, занимаюшнхся разработкой принципов проверки предаваемых ддя широкого применения веществ на индукцию мутаций: вначале используются быстрые н недорогие методы вроде теста Эймса на точковые мутации н мякронуклеусного теста на хромосомные аберрации г2123. Если этн тесты выявляют ыутагенностяч применяются более «цодходяшне», но занимающие много времени тесты га чшо на млекопнтаюших (!425).
Эта процедура сопряжена с риском потери веществ, давших «ложные отрицательные результаты» в простых тестах. Этого риска можно отчасти избежать, если вешества, имеющие особенно широкое использование н (илн) подозреваемые на мутагенность на основании нх химической структуры, тестируются в более «подходящих» сисгемах, несмотря на отрнцазельные результаты, полученные в простых тестах. 5.2.2.4. Оасколько широким является воздействие агено~а на человеческую аоауляцию? Важный, но часто игнорируемый вопрос. Вопрос о том, насколько широко человеческие популяции подвергаются воздействию данного агента — решающий при получении любой оценки генетической опасности, связанной с химическими мутагенами.
Это соображение иногда упускают из виду в дискуссиях, посвященных химическим мутагенам. Здесь опять, как и в случае многих других проблем, наиболее правдоподобное объяснение можно найти, обратившись к социологии науки. Большинство научных работников, занимающихся проблемами химического мутагенеза,— это специалисты в области экспериментальной генетики с опытом изучения мутаций в определенных тест-системах, например на мышах, хромосомах человека или бактериях. Вполне понятно, что их основной заботой является эффективность методов тестирования. Токсикологи, работающие в фармацевтических компаниях, которые заимствуют эти методы в целях практического их использования, обычно не знакомы с генетическими специальностями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
