Genotoxische Wirkung der Insektizide Pentachlorphenol und Lindan auf menschliche Nasenschleimhautepithelien[¹]

Achtung: Der Beitrag wurde in dieser Ausgabe mit mehreren Fehlern veröffentlicht. In Ausgabe 51/52 /2001 wird der Beitrag in der korrigierten Version wiedergegeben.

Hintergrund und Fragestellung: Verschiedene tierexperimentelle und epidemiologische Studien in der Vergangenheit haben Hinweise dafür ergeben, dass sowohl Pentachlorphenol (PCP) als auch Hexachlorcyclohexan (Lindan), die in der Vergangenheit im zivilen Bereich, in der Forstwirtschaft und auch bei der Bundeswehr zur Imprägnation und Behandlung von Textilien und Uniformteilen eingesetzt wurden, als mögliche humane Karzinogene zu betrachten sind. Insbesondere Pentachlorphenol kann zumindestens im Tierversuch DNA-Schäden, z. B. durch Mutation und chromosomale Aberrationen induzieren. In der vorliegenden Untersuchung wurde die Genotoxizität von PCP und Lindan weltweit erstmals auf menschliche Schleimhautzellen aus dem Bereich der unteren und mittleren Nasenmuschel untersucht.

Material und Methodik: Aus Nasenmuschelschleimhaut, die im Rahmen operativer Maßnahmen zur Therapie einer chronischen Sinusitis bzw. einer Nasenmuschelhyperplasie reseziert wurde, wurden epitheliale Zellen isoliert und nach Vitalitätsbestimmungen (Trypanblau-Ausschlusstest) in Kurzzeitkultur genommen. Anschließend erfolgte eine 60-minütige Inkubation gegenüber PCP (0,3; 0,75 und 1,2 µmol/ml) und Lindan (0,5; 0,75 und 1,0 µmol/ml). Zur Bestimmung substanzinduzierter DNA-Schäden (Einzelstrang- und Doppelstrangbrüche) wurde die Einzelzellmikrogelelektrophorese angewandt. Die anschließende Auswertung erfolgte an einem Fluoreszenzmikroskop mit Bildbearbeitungssystem.

Ergebnisse: Es zeigte sich vor allem bei Zellen der mittleren Nasenmuschel nach PCP und Lindan-Exposition ein hoher prozentualer Anteil stark DNA-fragmentierter Zellen als Ausdruck einer erheblichen genotoxischen Wirkung. Zellen der unteren Nasenmuschel reagierten signifikant (P < 0,001) geringer: Es zeigte sich jedoch immer noch ein deutlich genotoxischer Effekt der getesteten Substanzen.

Folgerung: Die vorliegende Untersuchung konnte erstmals eindeutige Hinweise dafür liefern, dass eine Exposition gegenüber PCP und Lindan eine mutagene Wirkung auf menschliche Nasenschleimhautepithelien ausübt. Daneben konnte erstmals ein Suszeptibilitätsunterschied verschiedener Regionen der Nase für zwei Pestizide aufgezeigt werden. Im Hinblick auf die biologische Plausibilität werden somit wichtige Argumente für die Beurteilung möglicher PCP- und Lindan-induzierter Schleimhautkrebse in dieser Lokalisation geliefert.

Genotoxic effect of the insecticides pentachlorphenol and lindane on human nasal mucosal epithelium

Background and Objective: In numerous experimental and epidemiologic studies Pentachlorphenol (PCP) and Hexachlorcyclohexan (Lindane) have been shown to be of potential carcinogenic risk for human epithelial cells. In the past, these two substances have been used for both, military and non-military purposes, e. g. for impregnation of textiles and uniforms. In this study we investigated the genotoxic effect of PCP and Lindane on human mucosal tissue from the middle and lower nasal turbinate.

Methods: In biopsy samples obtained from nasal epithelia during surgery cell vitality was evaluated by trypan-blue-staining. The specimens were incubated for 60 minutes with PCP (0.3; 0.75 und 1.2 µmol/l) and Lindane (0.5; 0.75; and 1.0 µmol/ml). The induction of DNA-damage (single-strand-breaks and double-strand-breaks) caused by PCP and Lindane was measured using single-cell microgel electrophoresis. Evaluation was performed by fluorescence microscopy.

Results: Especially in mucosa cells from the middle turbinate severe DNA-damages were recognized after exposition to PCP and Lindane proposing a strong genotoxic effect. In cells from the lower turbinate DNA-changes caused by PCP and Lindane were significantly lower. However a considerable genotoxic effect was also present.

Conclusion: This study shows for the first time that there are clear facts indicating mutagenic effects of PCP and Lindane on nasal epithelia. Furthermore, this is the first study showing different susceptibility of two anatomic subsites in the nose for different pesticides. Concerning the biological plausibility, this study offers important arguments for evaluating the role of PCP and Lindane in the induction of upper aerodigestive tract cancer.

1 Dieses Projekt wurde vom BMVg im Rahmen eines Wehrmedizinischen Sonderforschungsprojektes finanziell unterstützt.

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Fußnoten

1 Dieses Projekt wurde vom BMVg im Rahmen eines Wehrmedizinischen Sonderforschungsprojektes finanziell unterstützt.

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