Biologische Wirktests (Bioassays)
Ein Werkzeug zur Beurteilung der Wasserqualität
Biologische Wirktests (Bioassays) können Wirkungen von Schadstoffen unter Laborbedingungen erfassen. Dazu zählen unter anderem Wirkungen auf Zellen, auf das Erbgut oder auf Hormonrezeptoren.
Organische Substanzen, Schwermetalle, Arzneimittel, Pflanzenschutzmittel, Industriechemikalien und auch deren Metabolite können vielfältige Auswirkungen auf den Menschen und auch auf (Wasser)organismen haben. Bioassays dienen dazu, einen Einblick auf mögliche Wirkungen in den (Umwelt)proben zu erlangen und diese zu beurteilen.
Angesichts des stetigen Anstiegs neuer, sich im Umlauf befindlicher Substanzen, können Bioassays helfen, den Gewässerzustand zu beurteilen. So eignen sie sich als relativ kostengünstiges Screening-Tool für (öko)toxikologische Bewertungen und sind imstande, Summen-Effekte von Substanzen, die einzeln in sehr niedrigen Konzentrationen vorkommen, zu erfassen.
Die Untersuchung von Abwässern, Oberflächengewässern oder auch Trinkwasser mittels Bioassays stellt daher eine sinnvolle Ergänzung zur klassischen Spurenanalytik dar.
Vorteile des In vitro-Bioassays
- schnelles, kostengünstiges Screening-Verfahren
- hohe Reproduzierbarkeit
- wenig Probenmaterial erforderlich
- kommt ohne Tierversuch aus
- misst Effekte, die sich aus der Summe aller Einzelstoffe mit gleicher oder ähnlicher Auswirkung auf Organismen ergeben
Unterschied in der Systematik
Unterschiede zwischen chemischer und bio-analytischer Betrachtungsweise
Ergebnis einer chemischen Analyse einer Wasserprobe:
- Stoff A (augenreizend, hormonell wirksam)
- Stoff B (erbgutverändernd, krebserzeugend, hormonell wirksam)
- Stoff C (hautsensibilisierend, erbgutverändernd, fortpflanzungsgefährdend)
Ergebnis einer bio-analytischen Analyse einer Wasserprobe:
- Stoffe, die östrogen/anti-östrogen wirksam sind
- Stoffe, die oxidativen Stress verursachen
- Stoffe, die Genotoxizität verursachen
Etablierung eines in vitro-Bioassay-Systems im Umweltbundesamt-Labor
Durch die Etablierung des Effekt-basierten Systems CALUX® konnte die umfassende Expertise des Umweltbundesamt-Labors im Bereich der chemischen Wasseranalytik sinnvoll ergänzt werden. Mit einer Kombination aus klassischer chemischer Einzelstoff-Analytik und Effekt-basierten Analysen aus einer Hand bietet das Umweltbundesamt maßgeschneiderte Teststrategien an, die in dieser Form im deutschsprachigen Raum und darüber hinaus einzigartig sind.
Es können so eine Vielzahl an (öko-)toxikologischen Effekten – von endokriner Wirksamkeit über Genotoxizität bis hin zu Zelltoxizität – nachgewiesen werden.
