Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Wirtschaft + Wissenschaft> Archiv>

Überprüfung von Gesundheitsrisiken durch Chemikalien

Überprüfung von GesundheitsrisikenZellkulturen auf dem Prüfstand

Wie gut sind Zellkulturen, wenn man damit die von Chemikalien ausgehenden Gesundheitsrisiken überprüfen will? Das erforscht ein Team am Lehrstuhl für Toxikologie in Kooperation mit der BASF SE und anderen Partnern.

sep
sep
sep
sep
Die rote Farbe der Nierenzellkulturen stammt von der Nährlösung, die Zellen selbst wachsen am Boden des Gefäßes. (Foto: Robert Emmerich)

Will die Industrie Pflanzenschutzmittel, Klebstoffe oder andere Chemikalien auf den Markt bringen, muss sie prüfen, ob die Substanzen die Gesundheit des Menschen gefährden können. Das wird seit den 1930er-Jahren gemacht, indem die einzelnen Stoffe an Tieren getestet werden. Diese Vorgehensweise ist nicht nur aus ethischen Gründen umstritten und kostet viel Zeit und Geld. Zum Teil ist die Übertragung von Tierversuchsergebnissen auf den menschlichen Organismus auch schwierig und nicht immer zuverlässig möglich.

Die Zahl der Chemikalien, die auf eine Gesundheitsgefährdung zu testen sind, habe in den vergangenen Jahren stetig zugenommen, sagt Professorin Angela Mally vom Lehrstuhl für Toxikologie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Gleichzeitig sei das Bewusstsein dafür gewachsen, dass eine umfassende toxikologische Prüfung aller Chemikalien weder ethisch vertretbar noch praktikabel ist, so Mally.

Anzeige

Ziel: Neues Testsystem für systemische Wirkungen

Für Giftwirkungen wie Verätzungen der Haut, Reizung der Augen oder einige andere örtlich begrenzte toxische Effekte wurden inzwischen tierversuchsfreie Alternativmethoden etabliert. Diese fehlen bislang allerdings, wenn es um die systemischen Wirkungen von Chemikalien oder Arzneistoffen geht – also um das, was ein Stoff bewirkt, wenn er in den Organismus aufgenommen wird und sich dort verteilt.

Solche systemischen toxischen Effekte können sich womöglich mit Hilfe von Zellkulturen vorhersagen lassen. Auf diesem Gebiet forscht Mally mit ihrem Doktoranden Sebastian Jarzina im Projekt Risk-IT. Sie konzentrieren sich dabei auf nierenschädigende Stoffe. Das hat seinen Grund: Gerade die Nieren werden sehr häufig von Chemikalien oder Arzneimitteln geschädigt.

Bekannte Nierengifte systematisch analysieren

„Als erstes tragen wir das verfügbare Wissen über verschiedene nierenschädigende Stoffe zusammen, deren Eigenschaften und Wirkungsweisen schon gut charakterisiert sind“, erklärt Mally. Welchen Weg nehmen die Stoffe im Körper, wie und in welchen Organen werden sie verstoffwechselt, an welchen Stellen greifen sie die Nierenzellen an? Systematisch werden dann die Wirkmechanismen identifiziert, die für eine Nierenschädigung relevant sind und die sich als Zielpunkte für Tests in Zellkulturen eignen.

Es folgt die Nagelprobe: Die nierentoxischen Stoffe werden zu Nierenzellkulturen gegeben, ihre Wirkungen werden mit verschiedensten Analysen erfasst und bewertet. Durch den Vergleich mit bisherigen toxikologischen Endpunkten wollen die Wissenschaftler schließlich herausfinden, ob sich mit den Zellkulturen ähnlich sichere toxikologische Bewertungen erzielen lassen wie mit herkömmlichen Testverfahren.

Zellkulturen können Tierversuche nicht ersetzen

„Das ist nur ein kleiner Puzzlestein zu den weltweiten Bemühungen um tierversuchsfreie Testverfahren, an dem wir hier arbeiten“, betont Mally. Für andere Organe wie Herz oder Leber müssten wieder eigene Tests entwickelt werden. Zudem könnten Tests an Zellkulturen immer nur Teil eines Prüfverfahrens sein, bei dem mehrere Teststufen hintereinander geschaltet sind. Sinnvoll eingesetzt tragen sie aber dazu bei, die Zahl der Tierversuche zu reduzieren – denn je nach dem Ergebnis der Tests an den Zellkulturen können weitere Prüfungen entfallen.

Es ist noch viel Arbeit zu leisten, bis das Wirklichkeit werden könnte. Wie sicher kann eine toxikologische Bewertung mit Zellkulturen überhaupt sein? Das sei erst einmal die zentrale Frage in diesem Projekt, so Mally, denn Zellkulturen hätten durchaus ihre Grenzen. So lassen sich mit ihnen zum Beispiel keine Langzeitwirkungen von Chemikalien oder Arzneimitteln erfassen. Denn in der Kultur bleiben die Zellen nur wenige Tage stabil, bevor es zu ersten Veränderungen kommt und sie aus wissenschaftlicher Sicht nicht mehr geeignet sind.

Fakten zum Forschungsprojekt

Das von Mally koordinierte Projekt Risk-IT läuft seit März 2016 und ist auf drei Jahre angelegt. Finanziell wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der niederländischen Forschungsförderorganisation ZonMw mit rund 750.000 Euro gefördert. Kooperationspartner der JMU sind die Universität Utrecht (Niederlande), die BASF SE (Abteilung „Experimentelle Toxikologie und Ökologie“) und das Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie in Aachen. Die BASF steuert weitere Finanzmittel bei.

Allgemeines zur Arbeit von Angela Mally

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Angela Mally untersucht molekulare Wirkmechanismen toxischer und krebserregender Stoffe als Basis für eine wissenschaftlich fundierte Risikobewertung. Ihr Ziel ist es, dieses Wissen zu nutzen, um die Vorhersagekraft toxikologischer Prüfungen und damit die Sicherheit neuer Arzneimittel und Chemikalien zu verbessern.

 

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Nanopartikel in versprühten Flüssigkeiten

RisikoforschungWas passiert mit den Nanopartikeln?

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) koordiniert ein internationales Forschungsprojekt zur Untersuchung luftgetragener Partikelgemische sowie ihrer möglichen Effekte auf die Gesundheit. 

…mehr

Herausforderung für die WirtchaftDer Wandel in der demografischen Struktur

Alexandra Knauer, Inhaberin und Geschäftsführerin der Knauer Wissenschaftliche Geräte GmbH, hat als Referentin auf dem Demografiekongress 2015 in Berlin mit ca. 800 Teilnehmern ihre Erfahrungen und Vorstellungen einem Forum präsentiert.

…mehr

Weitere Beiträge zu dieser Firma

Venusfliegenfalle

Venusfliegenfalle hat GeschmackVom Opfer zum Angreifer

Die fleischfressende Venusfliegenfalle ist eine erstaunliche Pflanze: Sie erkennt ihre Beute am Geschmack. In ihren Zellen gibt es ähnliche Strukturen wie im Darm des Menschen.

…mehr
Tumorforschung: Ein Überangebot lässt Zellen entarten

TumorforschungEin Überangebot lässt Zellen entarten

Was bringt gesunde Zellen dazu, sich in Tumorzellen zu verwandeln und unkontrolliert zu vermehren? Wissenschaftler der Universität Würzburg haben die Rolle eines besonderen Proteins in diesem Prozess untersucht – und dabei die Antwort auf einen alten Streit gefunden.

…mehr

Weitere Beiträge in dieser Rubrik

Kosmische Strahlung: Botschafter aus fernen Galaxien

Kosmische StrahlungBotschafter aus fernen Galaxien

Kosmische Strahlung mit sehr hoher Energie hat ihren Ursprung außerhalb unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße. Darauf weist die Untersuchung der Einfallsrichtung von mehr als 30000 Teilchen am Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien hin. Hochenergetische kosmische Strahlung erreicht unsere Erde allerdings nur selten.

…mehr

Mediadaten 2017

LABO Marktübersichten

Produktkataloge bei LABO

Produktkataloge zum Blättern


Hier finden Sie aktuelle Blätter-Kataloge von Herstellern aus der Branche. Einfach durchblättern oder gezielt nach Stichwort suchen!

Anzeige
Anzeige

LABO Web-Guide 2016 als E-Paper

LABO Web-Guide 2016

Web-Guide 2016


- Stichwortregister

- Firmenscreenshots

-Interessante Webadressen aus dem Labor

Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

LABO bei Facebook und Twitter