ToxiPlex - Mykotoxin-Test aus einer Blutserumprobe

Mykotoxine sind eine große Gruppe von Substanzen mit einer Reihe von chemischen Strukturen und toxikologischen Eigenschaften.

Pilze und ihre Stoffwechselprodukte verunreinigen Rohstoffe, die in der Regel für die Herstellung von Nahrungs- und Futtermitteln verwendet werden. Betroffen sind vor allem Getreide (Reis, Weizen, Roggen, Gerste, Mais, Sojabohnen), Trockenfrüchte, Nüsse, Kaffee und Gewürze. Die Kontamination kann auf natürliche Weise während des Wachstums der Kulturpflanzen auftreten oder durch unsachgemäße Transport- und Lagerungsprozesse verursacht werden.
Maßnahmen zur Kontrolle der Pilzkontamination, einige Präventionsstrategien und verbesserte Verarbeitungstechnologien können dazu beitragen die Mykotoxinkontamination zu begrenzen. Trotz dieser Bemühungen sind jedoch immer noch bis zu 60-80 % der Lebensmittelkulturen mit Mykotoxinen kontaminiert.
Die Exposition gegenüber Mykotoxinen muss nicht immer mit dem Verzehr von Lebensmitteln zusammenhängen. Es gibt Studien, die das Vorkommen von Mykotoxinen in der Arbeits- oder Wohnumgebung untersucht haben und die Ergebnisse zeigen, dass die Mykotoxin Exposition auch mit diesen Orten zusammenhängen kann. Mykotoxikose kann akute und chronische Gesundheitsschäden bei Mensch und Tier verursachen und zwar durch Verschlucken, Einatmen und Hautkontakt, sowie durch Eindringen in das Lymphsystem und den Blutkreislauf. Während akute Auswirkungen innerhalb von 72 Stunden nach der Exposition auftreten, dauern chronische Auswirkungen länger als 72 Stunden und können sich über Monate, Jahre oder sogar Jahrzehnte erstrecken. Sie schädigen das Makrophagensystem, beeinträchtigen die Proteinsynthese, verstärken die Reaktion auf bakterielles Endotoxin und hemmen die Partikelfiltration in der Lunge. Die Symptome der Mykotoxikose hängen von der Art des Mykotoxins, der Mykotoxinkonzentration, der Dauer der Exposition, sowie dem Alter, dem Geschlecht und dem Gesundheitszustand der Betroffenen ab. Die Auswirkungen von Mykotoxinen auf die menschliche Gesundheit hängen von der Art des Toxins, seinem Metabolismus, seiner Pharmakokinetik und der Akkumulation des Mykotoxins, den Expositionsbedingungen sowie von Alter, Geschlecht, Immunsystem und Gesundheitszustand der exponierten Person ab.

Zu diesem Zweck wurde Toxiplex als Enzymimmunoassay (ELISA) für die gleichzeitige Bestimmung von 5 Arten von Mykotoxinen aus einer Blutserumprobe entwickelt:

  • Aflatoxin B1: Es wird von verschiedenen Aspergillus-Arten produziert, insbesondere von Aspergillus parasiticus und Aspergillus flavus, aber auch von Penicillium-Arten. Aflatoxine kommen vor allem in Getreide (Weizen, Sorghum, Reis, Hirse, Guineamais, Mais usw.), Baumnüssen (Mandel, Pistazie, Kokosnuss, Walnuss usw.), Ölsaaten (Erdnuss, Sonnenblume, Baumwollsamen, Sojabohnen und Sesam), Gewürze (Knoblauch, schwarzer Pfeffer, Koriander, Kurkuma, Ingwer und Chilischoten), als auch in verschiedenen Umgebungen, wie in der Luft von Wohnungen und Kellern und auf Filtern von Klimaanlagen in Personenkraftwagen vor. Die meisten Aflatoxine sind genotoxisch, hepatotoxisch, mutagen usw. und können das Wachstum von Kindern hemmen. AFB1 ist das giftigste aller Aflatoxine und auch ein sehr karzinogenes Toxin, das bei mehreren Tieren direkt mit vielen Gesundheitsproblemen, einschließlich Leberkrebs, in Verbindung gebracht wurde. Das Verständnis der Induktion von Mutationen, DNA-Schäden und des Stoffwechsels bei Personen, die über die Nahrung Aflatoxinen ausgesetzt sind, trägt zur allgemeinen Bewertung ihrer schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier bei.

  • Deoxynivalenol: Sie werden von Fusarium graminearum und Fusarium culmorum produziert. Deoxynivalenol befindet sich vor allem in Getreide (wie Weizen und Bohnen) und Gewürzen. Es hat sich gezeigt, dass dieses Toxin beim Menschen akute Toxizitäten verursacht, wobei das Hauptsymptom eine schwere gastrointestinale Toxizität, sowie eine erhöhte zentrale serotoninerge Aktivität und eine immunsuppressive Wirkung hat.

  • Fumonisin (B1&B2): Es handelt sich um Mykotoxine, die von Fusarium-Arten produziert werden. Sie kommen vor allem in Getreide (wie Mais, Weizen und Bohnen) und Gewürzen vor. Wie Studien zeigen, kommt es sowohl bei Fumonisin-, als auch bei F. verticillioides-Kontamination von Mais, vermehrt zu Speiseröhrenkrebs bei Ratten. Die Exposition gegenüber Fumonisinen kann zu Neuralrohrdefekten führen. Verursacht wird dies höchstwahrscheinlich durch die Störung der Biosynthese von Sphingolipiden und die anschließende Verarmung an Sphingolipiden, die für die Funktionen der Lipid Rafts wichtig sind, insbesondere für die Folatverarbeitung durch Folattransporter mit hoher Affinität.

  • Ochratoxin A: Ist ein toxisches Mykotoxin, das von Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus, Penicillium verrucosum und Aspergillus carbonarius produziert wird. Dieses Toxin ist vor allem in Getreide (insbesondere Weizen und Gerste) und deren Erzeugnissen, wie Trockenobst, Gewürzen, Lakritze, Kaffeebohnen, Wein, Traubensaft, Wurzeln und Fleisch (insbesondere Schweinefleisch von Tieren, die infiziertes Getreide verzehrt haben) enthalten. Dieses Toxin wurde in verschiedenen Umgebungen gefunden, z. B. in der Luft von Wohnungen und Kellern und in den Filtern von Klimaanlagen in Fahrzeugen und Häusern. Ochratoxin ist ein Nephrotoxin und ein Karzinogen und wurde direkt mit Tumoren in den menschlichen Harnwegen in Verbindung gebracht, wie auch die „International Agency for Research on Cancer“ bestätigt.

  • Zearalenone: Es handelt sich um einen nichtsteroidalen Östrogenen Metaboliten, der von einigen Fusarium- und Gibberella-Arten, wie Fusarium graminearum produziert wird. Es kommt vor allem in Getreide (insbesondere Mais, Reis, Hirse, Sorghum, Roggen, Hafer, Gerste, Weizen usw.) und Gewürzen vor. Zearalenon kann bei Mäusen zu einem Anstieg der Inzidenz von Hypophysen Tumoren und Leberzellen führen, was mit dem hormonellen Modus der karzinogenen Wirkung übereinstimmt. Erhöhte Serumspiegel von Zearalenol und ZEA werden mit früher Pubertät in Verbindung gebracht. Die Fähigkeit von ZEA, hyperkeratotische Papillome im Plattenepithel des Ösophagus der Ratte zu induzieren, deutet auf seine Beteiligung an der Tumorentwicklung im Magen-Darm-Trakt hin. ZEA hat sich als genotoxisch erwiesen und kann bei Mäusen hepatozelluläre Adenome hervorrufen.

Referenzen:

Habschied, K.; Kanižai Šari´c, G.; Krstanovi´c, V.; Mastanjevi´c, K. Mycotoxins—Biomonitoring and Human Exposure. Toxins 2021, 13, 113. https://doi.org/10.3390/ toxins13020113
Arce-López, B.; Lizarraga, E.; Vettorazzi, A.; González-Peñas, E. Human Biomonitoring of Mycotoxins in Blood, Plasma and Serum in Recent Years: A Review. Toxins 2020, 12, 147. https://doi.org/10.3390/toxins12030147
Awuchi, C.G.; Ondari, E.N.; Nwozo, S.; Odongo, G.A.; Eseoghene, I.J.; Twinomuhwezi, H.; Ogbonna, C.U.; Upadhyay, A.K.; Adeleye, A.O.; Okpala, C.O.R. Mycotoxins’ Toxicological Mechanisms Involving Humans, Livestock and Their Associated Health Concerns: A Review. Toxins 2022, 14, 167. https:// doi.org/10.3390/toxins14030167