تست ایمز

تست ایمز یک سنجش بیولوژیکی برای ارزیابی پتانسیل جهش زایی ترکیبات شیمیایی است. برای آزمایش اینکه آیا یک ماده شیمیایی خاص می تواند باعث جهش در DNA ارگانیسم مورد آزمایش شود، از باکتری ها استفاده می کنند. این آزمایش توسط بروس ان. ایمز در دهه 1970 برای تعیین اینکه آیا یک ماده شیمیایی موجود جهش زا است یا خیر، انجام شد.

هدف تست

هدف این تست تعیین فعالیت جهش زایی مواد شیمیایی با مشاهده اینکه آیا آنها باعث جهش در باکتری های نمونه می شوند یا نه است.

آزمایش مثبت نشان می دهد که این ماده شیمیایی جهش زا است و بنابراین ممکن است به عنوان یک سرطان زا عمل کند، چرا که سرطان اغلب با جهش مرتبط است. این آزمایش به عنوان یک سنجش سریع و راحت برای تخمین پتانسیل سرطان‌زایی یک ترکیب عمل می‌کند، زیرا سنجش‌های سرطان‌زای استاندارد روی موش‌ها و رت ها زمان‌بر (دو تا سه سال طول می‌کشد تا تکمیل شود) و گران است. با این حال، دارای جواب مثبت کاذب و منفی کاذب نیز هست.

اصول

در تست ایمز از چندین سویه باکتری (سالمونلا، E.coli) استفاده می شود که حامل جهش خاصی هستند.

جهش‌های نقطه‌ای در اپرون هیستیدین (سالمونلا تیفی موریوم) یا تریپتوفان (اشریشیا کلی) ایجاد می‌شود و باکتری‌ها را قادر به تولید اسید آمینه مربوطه نمی‌کند.

این جهش ها منجر به ایجاد ارگانیسم های بدون هیستیدین یا trp می شود که نمی توانند رشد کنند مگر اینکه هیستیدین یا تریپتوفان تامین شود. اما کشت سالمونلا بدون توالی هیستیدین در محیطی حاوی مواد شیمیایی خاص، باعث جهش در ژن کدکننده هیستیدین می شود، به طوری که دوباره توانایی سنتز هیستیدین (His+) را به دست می آورند.

این بدان معناست که وقتی یک رویداد جهش زا رخ می دهد، جایگزینی باز یا تغییر چارچوب در ژن می تواند باعث بازگشت به پروتوتروفی اسید آمینه شود. این یک جهش معکوس است. این باکتری های برگشتی به ترتیب در محیط های دارای کمبود هیستیدین یا تریپتوفان رشد می کنند.

پتانسیل جهش زایی نمونه با قرار دادن ارگانیسم های نیازمند به اسید آمینه در غلظت های مختلف از مواد شیمیایی و انتخاب برای رویداد بازگشت ارزیابی می شود. محیط‌هایی که فاقد اسید آمینه خاص هستند برای این انتخاب استفاده می‌شوند که فقط به سلول‌هایی اجازه می‌دهد که به پروتوتروفی هیستیدین/تریپتوفان بازگشته‌اند زنده بمانند و رشد کنند. اگر نمونه آزمایشی باعث این بازگشت شود، یک جهش زا است.

روش تست ایمز

I) یک سویه اگزوتروفیک از سالمونلا تیفی موریوم را برای هیستیدین جدا کنید. (یعنی His-ve)

II) یک سوسپانسیون آزمایشی از His-ve Salmonella Typhimurium در بافر ساده با ماده شیمیایی آزمایشی (مثلاً 2-آمینو فلورن) تهیه کنید. همچنین مقدار کمی هیستیدین اضافه کنید.

توجه: مقدار کمی هیستیدین مورد نیاز است تا باکتری ها شروع به رشد کنند. هنگامی که هیستیدین کاهش می یابد، تنها باکتری هایی که برای به دست آوردن توانایی سنتز هیستیدین جهش یافته اند، کلنی ها را تشکیل می دهند.

III) همچنین یک سوسپانسیون شاهد از His-ve Salmonella Typhimurium اما بدون مواد شیمیایی آزمایشی تهیه کنید.

IV) سوسپانسیون ها را به مدت 20 دقیقه در دمای 37 درجه سانتیگراد انکوبه کنید.

V) صفحه دو آگار را آماده کرده و سوسپانسیون را روی صفحه آگار پخش کنید.

VI) پلیت ها را به مدت 48 ساعت در دمای 37 درجه سانتیگراد انکوبه کنید.

VII) پس از 48 ساعت تعداد کلنی ها را در هر صفحه بشمارید.

تفسیر نتیجه

جهش زایی مواد شیمیایی متناسب با تعداد کلنی های مشاهده شده است.
اگر تعداد کلنی‌های زیادی در صفحه آزمایش در مقایسه با شاهد وجود داشته باشد، به این ماده شیمیایی جهش‌زا گفته می‌شود.
تعداد بسیار کمی از کلنی ها را می توان در صفحه کنترل نیز مشاهده کرد. این ممکن است به دلیل جهش نقطه ای خود به خود در ژن کد کننده هیسیدین باشد.

کاربرد

در حالی که از تست ایمز برای شناسایی جهش‌های برگشتی موجود در سویه‌ها استفاده می‌شود، می‌توان از آن برای تشخیص جهش‌زایی نمونه‌های محیطی مانند داروها، رنگ‌ها، معرف‌ها، لوازم آرایشی، فاضلاب، آفت‌کش‌ها و سایر موادی که به راحتی در یک سوسپانسیون مایع آنها حل می‌شود، نیز استفاده کرد.

• کاربرد عملی تست ایمز برای غربالگری مواد جهش زای شیمیایی است که باعث جهش می شوند و برای انسان و حیوانات سرطان زا هستند. برخی از مواد شیمیایی مورد استفاده به عنوان افزودنی غذا (AF-2)، طعم دهنده (Safrole) جهش زا هستند و همچنین سرطان زا هستند.
• ایزونیازید؛ یک داروی ضد سل نیز جهش زا است.
  آزمایش ایمز برای استفاده از کشت سلول یوکاریوتی، سلول مخمر و همچنین مدل حیوانی برای آزمایش مواد جهش‌زا اتخاذ شد.
• سالمونلا بهترین ارگانیسم آزمایشی برای آزمایش مواد جهش‌زا برای انسان نیست. برخی از مواد شیمیایی در ابتدا برای انسان جهش زا نیستند، اما زمانی که متابولیزه می شوند (که توسط آنزیم های بدن عمل می کنند) به مواد جهش زا تبدیل می شوند. مثلا؛ نیترات سدیم (NaNO3) تا زمانی که HCL در معده بر روی آن تأثیر نگذارد و اکسید نیتروژن HNO2 (یک جهش‌زای قوی) را تشکیل ندهد، جهش‌زا نیست.
• تست ایمز می تواند جهش یافته های مناسب را در جمعیت زیادی از باکتری ها با حساسیت بالا شناسایی کند.
• این تست برای جهش زایی است نه سرطان زایی. با این حال، بیشتر جهش زاها (بیش از 90٪) که توسط تست ایمز شناسایی می شوند، مسئول ایجاد سرطان هستند.
  این یک سنجش جهش معکوس باکتریایی است. بنابراین ژن معیوب باکتری را می توان به ژن عملکردی جهش داد.

مزایا

1. سنجش باکتریایی ساده، سریع و قوی.
2. سهولت و هزینه کم این آزمایش آن را برای غربالگری مواد موجود در محیط ما از نظر سرطان زایی احتمالی ارزشمند می کند.
3. تست ایمز می تواند جهش یافته های مناسب را در جمعیت زیادی از باکتری ها با حساسیت بالا شناسایی کند.

محدودیت ها

1. برخی از موادی که باعث ایجاد سرطان در حیوانات آزمایشگاهی می شوند (مثلاً دیوکسین) تست ایمز مثبت نمی دهند (و بالعکس)
2. سنجش ایمز از سویه های سالمونلا تیفی موریوم تشکیل شده است و بنابراین مدل کاملی برای انسان نیست.

“کیمیا زیست گستر نوین” در راستای ارتقاء تولیدات و سطح علمی کشور مبادرت به واردات و توزیع مواد شیمیایی و مصرفی آزمایشگاهی کرده است. هدف مجموعه ما تأمين مواد و تجهيزات مورد نياز در بخش هاى مختلف آزمايشگاهى، تحقيقاتى، بيمارستانى، صنعتى و … مي باشد.