Entwicklung eines Hybrid-Systems aus Fisch-Kiemenzellen und polymerem-PAMPA Assay als Ersatz fur Biokonzentrationsfaktor-Tests von stark hydrophoben Substanzen

• Antragstellerin: Dr. Sabine Schnell
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Analytische Chemie ; Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260617395

Durch die industriellen Fortschritte der letzten Jahrzehnte hat sich der Einsatz von Chemikalien sowie die Sorge um Umwelt und Gesundheit stark erhöht. In Gewässern stellt die Anreicherung von Chemikalien in Fischen und anderen Organismen seit langer Zeit ein wesentliches Problem für die Industrie, Regierungsbehörden, die akademische Gemeinschaft sowie allgemeine Öffentlichkeit dar. Die Risikobeurteilung von Chemikalien hinsichtlich ihrer PBT (persistent, bioakkumulierend, toxisch) Eigenschaften ist deshalb sehr wichtig, um Ökosystem und Mensch besser schützen zu können. Die EU-Chemikalienverordnung REACh (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), die am 1. Juni 2007 in Kraft getreten ist, verpflichtet Hersteller und Importeure von Chemikalien, bei der Stoffbewertung im Stoffsicherheitsbericht die PBT-Eigenschaften zu ermitteln. Mit Hilfe von Bioakkumulationsstudien wird die Aufnahme von Chemikalien direkt aus dem umgebenden Wasser (Biokonzentration) oder über die Nahrung des Fisch (Biomagnifikation) festgestellt. Diese Studien basieren auf technischen Richtlinien wie z.B. OECD (Organisation for Economic and Co-Operation and Development) Bioakkumulation Protokoll 305 für Fische: Aufnahme über Wasser und Nahrung. 80 Fische werden für die Stoffaufnahme übers Wasser benötigt, währenddessen 230 Fische für die Nahrungsstudie eingesetzt werden. Im Rahmen von REACh müssen mehr als 3000 Chemikalien getestet werden; dies bedeutet den Einsatz von mehr als 242.000 Fischen für ausstehende toxikologische Tests. Es ist ein globales Anliegen den Verbrauch von Tieren für die Umweltrisikobewertung zu reduzieren, daher besteht eine aktive Forschungsagenda zur Erfassung von alternativen Testmethoden. Dieses Projekt wird ein neuartiges alternatives Testsystem beurteilen, welches keine Tiere verwendet. Und zwar wird es sich hierbei um ein Testsystem handeln, dass für stark hydrophobe Chemikalien ausgerichtet ist, die aufgrund ihrer speziellen chemischen Eigenschaften oft Schwierigkeiten bereiten verlässliche alternative Testmethoden zu entwickeln. Bisherige Systeme, welche künstliche Membranen hinsichtlich der Einschätzung der Biokonzentration von mässig hydrophober Chemikalien einsetzen, zeigen vielversprechende Ergebnisse, allerdings wird durch den Ausschluss von einem biologisch aktiven Epithelium ein akkurates Hervorsagen des Biokonzentrationsfaktors erschwert. Dieses Problem wird in diesem Projekt durch die Kombination von Fisch-Kiemenzellen mit einer künstlichen Membran überwunden. Die Aufnahme und Eliminierung von stark hydrophoben Stoffen wird zwischen zwei Fisch-Kiemen-Zellkulturmodellen verglichen; eine Primärzellkultur (FIGCS-fish gill cell culture system) und eine permanente Zelllinie RTgill-W1. Die erhobenen Daten dienen zur Entwicklung von Modellen zur Vorhersage von Biokonzentrationsfaktoren, welche mit Daten bekannter Stoffe aus dem herkömmlichen Biokonzentrationstest validiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Dr. Nic Bury; Professor Christer Hogstrand