Zytotoxische und Enzym-biochemische Untersuchungen von Pyrrolidinderivaten

Abstract

Das in der Anatomie als Standard-Substanz zur Konservierung von Körperspendern eingesetzte Formaldehyd stellt eine Gefahr für den Anwender dar, weil es neben seinen bekannten toxischen Eigenschaften human-kanzerogen ist und deshalb seit 2016 europaweit offiziell als krebserzeugend (Gefahrenklasse 1B) eingestuft ist. Am Institut für Klinische Anatomie und Zellanalytik der Universität Tübingen wurden Pyrrolidinderivate als Substitut für Formaldehyd entwickelt. Es ist zu vermuten, dass Pyrrolidinderivate den Verwesungsprozess verhindern, indem sie die dafür notwendigen Enzyme der Autolyse und die Enzyme von Mikroorganismen inhibieren. Um aussagekräftige Informationen in Bezug auf Biosicherheit und Arbeitsschutz von Pyrrolidinderivaten zu erhalten, wurden in der hier vorgelegten Arbeit biotoxische und enzymkinetische Eigenschaften von ausgewählten Pyrrolidinderivaten untersucht. Dabei wurden am Saos-2-Zellkulturmodell bei mehreren unterschiedlichen Pyrrolidinderivaten Zytotoxizitätstests mit Hilfe des WST-1-Assay zur Ermittlung von Toxizitätsgrenzen durchgeführt. Darüber hinaus wurden die Enzym-inhibitorischen Eigenschaften von Pyrrolidinderivaten durch einen Alkalischen-Phosphatase-Assay und einen FRET-basierten Endopeptidase-Assay getestet. Bei den Zytotoxizitätstests konnte festgestellt werden, dass die Toxizität abhängig von der Konzentration und der Einwirkzeit ist. Außerdem weisen die untersuchten Pyrrolidinderivate verschiedene Toxizitätsgrenzen auf. Bei Derivaten mit kürzeren Kettenlängen und modifizierter Amin-Gruppe konnte eine geringere Toxizität festgestellt werden. Des Weiteren konnte die Theorie der Wirkungsweise von Pyrrolidinderivaten durch die Enzym-Inhibtionstests mit Kollagenase weiter untermauert werden. Trotz der nachgewiesenen toxischen Wirkung von wässrigen Pyrrolidinderivat-Lösungen in vitro, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Gefährdung für den Anwender durch das Tragen von geeigneten Einmalhandschuhen und eventuell Spritzschutzbrillen auf ein Minimum reduziert werden kann. Dies ist ein bedeutender Vorteil im Vergleich zum gasförmigen Formaldehyd, bei dem aufgrund von inhalativer Exposition die Inzidenz von nasopharyngealen Tumoren nachweislich erhöht ist. Neben den für den Arbeitsschutz wichtigen Erkenntnissen liefert die vorliegende Arbeit darüber hinaus die Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur angestrebten Produkt-Zulassung von Pyrrolidinderivaten als Fixiermittel.