Zytotoxisch bezieht sich auf eine Substanz oder ein Verfahren, das zu Zellschädigung oder Zelltod führt. Die Vorsilbe „zytotoxisch“ bezieht sich auf Zellen und „toxisch“ auf Gift. Der Begriff wird oft zur Beschreibung von Chemotherapeutika verwendet, die Krebszellen abtöten, aber er kann auch zur Beschreibung von Toxinen, wie z.B. Gift, verwendet werden. In unserem eigenen Immunsystem haben wir Zellen, die als zytotoxisch gelten, wie z.B. die T-Zellen, die Bakterien, Viren und Krebszellen abtöten. Die Kennzeichnung „zytotoxisch“ ist wichtig für Mediziner, die mit zytotoxischen Medikamenten oder anderen Substanzen umgehen, die Zelltod verursachen können, und aus Sicherheitsgründen sind besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich. Zytotoxizitätstests sind wichtig, um die Sicherheit von Umweltexpositionen bis hin zu medizinischen Geräten zu gewährleisten.
Zytotoxische Medikamente
Meistens bezieht sich der Begriff „zytotoxisch“ auf die Wirkung, die ein Chemotherapeutikum auf Krebszellen hat. In diesem Sinne kann ein zytotoxisches Mittel von einem Zytostatikum unterschieden werden. Ein Zytostatikum würde demgegenüber die Zellteilung und das Zellwachstum hemmen, aber nicht direkt zum Zelltod führen.
Zytotoxische Medikamente wirken, indem sie die Zellen an bestimmten Stellen im Wachstumszyklus unterbrechen. Sie wirken am ehesten auf Zellen, die schnell wachsen, z.B. Krebszellen, Haarfollikel, Knochenmark und Zellen, die Magen und Darm auskleiden. Der Grund dafür, dass die meisten Chemotherapien eine Kombination von Medikamenten (Kombinations-Chemotherapie) umfassen und dass die meisten Chemotherapiezyklen wiederholt werden, liegt darin, dass sich die Zellen an verschiedenen Stellen im Teilungsprozess befinden.
Nicht alle Medikamente, die zur Behandlung von Krebs eingesetzt werden, sind zytotoxisch. Chemotherapeutika sind so konzipiert, dass sie alle schnell wachsenden Zellen abtöten, auch normale Zellen im Körper, die sich schnell teilen. Einige der neueren Arten von Krebsmedikamenten, wie z.B. zielgerichtete Therapien und Immuntherapien, gelten nicht als zytotoxisch. Diese Medikamente wirken entweder so, dass sie in einen bestimmten Pfad im Wachstum der Krebszellen eingreifen, oder sie stimulieren oder nutzen das Immunsystem in irgendeiner Weise zur Krebsbekämpfung. Einige Immuntherapien, wie z.B. CAR T, können in gewisser Weise als zytotoxisch angesehen werden, da sie sich die zytotoxischen Wirkungen der körpereigenen zytotoxischen T-Zellen zunutze machen.
Zytotoxische Agenzien bei Menschen oder Tieren
Es gibt andere zytotoxische Substanzen, die für eine Vielzahl von Funktionen verwendet werden. Wie bei zytotoxischen Chemotherapeutika bedeutet dies einfach, dass sie Zellen abtöten.
Zytotoxische T-Zellen
Zytotoxische Wirkstoffe werden nicht nur geschaffen, um Krebserkrankungen zu zerstören und Krankheiten zu kontrollieren. Unser Körper produziert auch zytotoxische T-Zellen (zytotoxische T-Lymphozyten). Zytotoxische T-Zellen (CD8+-Zellen und natürliche Killer-Lymphozyten) sind Teil des Immunsystems, das sowohl mit Viren infizierte Zellen als auch Krebszellen sucht, findet und zerstört.
Einer der am schnellsten voranschreitenden Bereiche der Krebsforschung konzentriert sich nun darauf, unsere eigenen zytotoxischen Zellen zur Bekämpfung von Krebs in unserem Körper nutzbar zu machen und zu stimulieren. Diese Behandlungen wirken auf verschiedene Weise; einige, indem sie den T-Zellen erlauben, Krebszellen zu „sehen“, die zuvor verborgen waren, andere, indem sie diese Zellen ernten und vermehren, und vieles mehr.
Zytotoxisches Gift
Der Mensch ist mit der Verwendung zytotoxischer T-Zellen nicht allein. Einige Gifte, wie z.B. die von Vipern, Kobras und Geigenspinnen ausgestoßenen, sind ebenfalls zytotoxisch.
Wirkungsmechanismus
Zytotoxische Wirkstoffe können Zellen auf verschiedene Weise abtöten. Sie können die Zelle schädigen, so dass ihre Zellmembran geschwächt wird und die Zelle explodiert (Lyse), oder sie können die Zellteilung stören, so dass die Zelle aufhört zu wachsen und sich zu teilen.
Die Terminologie kann sehr verwirrend sein, wenn es um Medikamente oder andere Substanzen geht, die Zellen oder die DNA in Zellen schädigen.
Zytotoxisch vs. Genotoxisch
Es gibt viel Verwirrung zwischen den Begriffen zytotoxisch und genotoxisch. Der Begriff zytotoxisch bezieht sich auf die Fähigkeit einer Substanz, Zellschäden zu verursachen. Der Begriff genotoxisch bezieht sich auf die Fähigkeit einer Substanz, die DNA in Zellen direkt zu schädigen. Wenn die DNA geschädigt wird, kann sie sterben oder auch nicht. Tatsächlich liegt der Entstehung von Krebs die Persistenz von Zellen zugrunde, die geschädigte DNA (Mutationen) beherbergen, die nicht repariert werden. Krebs entsteht oft nach einer Reihe von Mutationen sowohl in Onkogenen (Gene, die für Proteine kodieren, die das Wachstum von Zellen antreiben) als auch in Tumorsuppressorgenen (Gene, die für Proteine kodieren, die beschädigte DNA reparieren oder zum Absterben einer Zelle führen, wenn die DNA nicht repariert werden kann). BRCA-Gene sind Beispiele für Tumorsuppressorgene.
Karzinogenität/Mutagenität
Einige andere Definitionen sind wichtig zu erklären, wenn über Zytotoxizität gesprochen wird. Der Begriff krebserzeugend bezieht sich auf eine zytotoxische Substanz, die die Fähigkeit besitzt, DNA-Schäden zu verursachen, die letztlich zur Entstehung von Krebs führen können. Im Gegensatz dazu bezieht sich der Begriff mutagen auf zytotoxische Substanzen, die möglicherweise stattdessen die Chromosomen oder Gene in einem Fötus schädigen könnten.
Aus diesem Grund ist es äußerst wichtig, dass Menschen beim Umgang mit zytotoxischen Medikamenten und Substanzen Vorsicht walten lassen.
Gefahren von zytotoxischen Arzneimitteln und Wirkstoffen
Zytotoxische Medikamente können Krebszellen abtöten, aber sie können auch normale, gesunde Zellen schädigen, wie die Nebenwirkungen der meisten Chemotherapeutika zeigen.
Zytotoxische Vorsichtsmaßnahmen
Für diejenigen, die mit zytotoxischen Medikamenten oder anderen Substanzen arbeiten, werden Vorsichtsmaßnahmen speziell zur Vermeidung von Karzinogenität und Mutagenität empfohlen. Die spezifischen Vorsichtsmaßnahmen werden je nach dem Weg einer möglichen Exposition erheblich variieren, können aber auch andere umfassen:
- Handschuhe, mit unter die Handschuhe gesteckten Stulpen
- Langärmelige Kleidung
- Einweg-Kleider
- Schutzbrille
- Atemschutz
Bei einigen Krebsbehandlungen können Patienten bei der Rückkehr nach Hause zytotoxische Vorsichtsmaßnahmen erhalten. Dazu gehören Maßnahmen zum Schutz anderer Familienmitglieder, die unbeabsichtigt Körperflüssigkeiten ausgesetzt sein könnten, die zytotoxische Chemikalien enthalten.
Prüfung der Zytotoxizität
Zytotoxizitätstests werden bei der Entwicklung vieler Produkte – von Arzneimitteln bis hin zu Kosmetika – eingesetzt. Pflanzliche Produkte (die für Extrakte usw. verwendet werden) werden auf ihre Toxizität geprüft. Ein als „Selektivitätsindex“ bezeichneter Begriff beschreibt das Verhältnis zwischen der potentiellen biologischen Aktivität in einer Pflanzenprobe im Verhältnis zu ihrer potentiellen Zytotoxizität.
Der Begriff „zytotoxisch“ kann beängstigend sein, besonders wenn Sie das Etikett auf etwas sehen, das in Ihren Körper injiziert wird. Aber auch unser eigener Körper stellt Substanzen her, die zytotoxisch sind. Es ist wichtig zu verstehen, wie diese Substanzen funktionieren, um sich in der Umwelt um uns herum zu schützen.
Artikel-Quellen (einige auf Englisch)
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Zusätzliche Lektüre
- Kalifornisches Institut für Technologie. Richtlinien für den Einsatz zytotoxischer und chemotherapeutischer Medikamente.