Göen, Thomas; Lermen, Dominik; Hildebrand, Jörg; Bartel-Steinbach, Martina; Weber, Till; Kolossa-Gehring, Marike Toxicology Letters (2018), online 12.Juni 2018 The German Environmental Specimen Bank (ESB) is a monitoring instrument of the German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety. The permanent biobank facility is run since 1981 containing environmental and human samples from Germany. All samples are collected according to standard operating procedures (SOP). An annually standardized collection of human samples at four different regional sites of the country has been established since 1997. Routine sampling is done once a year, recruiting healthy non occupationally exposed students aged 20-29 years, in an equal gender distribution. The number of participants recruited is approximately 120 students per site and year. Directly after the annual sampling process, the human samples are analyzed for selected environmental chemicals. The time-trends of lead in blood, mercury and pentachlorophenol in 24 h-urine and polychlorinated biphenyls in plasma demonstrated a decrease of exposure during the last two decades by about 40-90 percent. In parallel retrospective studies using cryo-archived samples revealed increasing time trends of emerging chemicals used as substitutes for regulated toxicants. The data demonstrates the great relevance of the ESB for the health related environmental monitoring and shows the importance of human biomonitoring as a tool in information based policy making. doi:10.1016/j.toxlet.2018.06.007
Ziel der Studie war die Entwicklung und Prüfung eines Instrumentariums und die Etablierung von Arbeitsroutinen zum Aufbau einer Probenbank mit Blutproben von ehemaligen Beschäftigten der WISMUT AG. Dazu wurden insgesamt 442 Freiwillige an sechs Untersuchungszentren beprobt. Im Vordergrund stand die Identifizierung praktikabler Methoden zu Probengewinnung und Versand an den Untersuchungszentren bei gleichzeitiger Wahrung einer optimalen Probenqualität. In den Laboren des Instituts für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IPA), des Bundesamts für Strahlenschutz (BfS), der Protagen AG und des Helmholtz Zentrums München (HMGU) wurden die eingehenden Proben protokollgemäß verarbeitet und getestet. Das biologische Material wurde für spätere Analysen und Forschungsvorhaben eingelagert. Eine Überprüfung der Probenqualität auf verschiedenen molekularen Ebenen (DNA-Methylierung, SNPs, mRNA, miRNA und Protein) bestätigte die Eignung der entwickelten Protokolle und Handlungsanleitungen (SOPs) für den Aufbau einer Probenbank. Alle Probanden- und Probendaten, einschließlich der individuellen Expositionslevels, wurden in anonymisierter Form in einer eigens entwickelten Datenbank hinterlegt. Goal of the study was to develop, test, and implement tools and standard operating procedures (SOPs) to establish a biobank based on blood samples collected from former employees of the WISMUT AG. At six medical centers, 442 volunteers were recruited for sample collection. We aimed to simplify sample collection and shipment while maintaining a high sample quality. After shipping to the laboratories of the Institute for Prevention and Occupational Medicine of the German Social Accident Insurance (IPA), the Federal Office for Radiation Protection (BfS), the Protagen AG, and the Helmholtz Zentrum München (HMGU) the samples were, according to the SOPs, processed, tested, and finally stored in a biobank for future research. A quality check on several molecular levels (DNA methylation, SNPs, mRNA, miRNA, and protein) confirmed that the SOPs are well suited for establishment of a biobank. All data on subjects and samples, including information on individual exposure, were de-identified and stored in a database specifically developed for this purpose.
Ziel der Studie war die Entwicklung und Etablierung einer Oligonukleotid-Microarray Methode zur Analyse der Expression von microRNAs (miRNAs) im Vollblut ehemaliger Uranbergarbeiter. Mittels der Microarrays wurden die Proben von hoch- und niedrigexponierten Probanden auf die Expression von 703 humanen miRNAs gescreent, um mögliche Biomarker einer Strahlenexposition zu identifizieren. Dazu wurden 60 RNA-Proben aus dem Projekt „Aufbau einer Bioproben-Bank von ehemaligen Beschäftigten der SAG/SDAG Wismut - Pilotstudie“ (3607S04532) mit den selbst hergestellten Microarrays analysiert und potentiell geeignete Biomarker anschließend mittels der quantitativen Real-Time PCR (qRT-PCR) verifiziert. Durch das Screening konnte mit miRNA-548d-5p ein möglicher Biomarker identifiziert werden, der im Vergleich zwischen hoch- und niedrigexponierten Probanden eine signifikant veränderte Expression aufweist. In der Verifizierung mittels qRT-PCR zeigte sich zwar ebenfalls ein Unterschied zwischen den beiden untersuchten Gruppen, allerdings war dieser nicht signifikant. Im Rahmen dieser Studie konnte die Oligonukleotid-Microarray Methode erfolgreich entwickelt und etabliert werden. Ein geeigneter Biomarker zur Unterscheidung von hoch- und niedrigexponierten Uranbergarbeitern konnte bisher allerdings nicht eindeutig identifiziert werden. //ABSTRACT// Aim of the study was the development and establishment of an oligonucleotide microarray for expression analysis of microRNAs (miRNAs) in whole blood of former uranium miners. To identify possible biomarkers of radiation exposure, samples of high- and low-exposed miners were screened with microarrays that carried 703 human miRNA probes. To that end, 60 RNA samples of the project “Creation of a biological sample and data collection of occupationally radiation-exposed workers (German Uranium Miners Biobank) – a pilot study” (3607S04532) were analysed and potential biomarkers verified by quantitative real-time PCR (qRT-PCR). During the initial screening, mirRNA-548d-5p, showing a significantly altered expression between low- and high-exposed miners, was identified as a possible biomarker candidate. Verification by qRT-PCR confirmed the difference in expression, however, the result was not statistically significant.
Das Projekt "SYNTHESYS+ - Sub project: NA3.1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König - Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere durchgeführt. SYNTHESYS+(link is external) creates an integrated European infrastructure for natural history collections. Within SYNTHESYS+, subproject NA3.1, led (for GGBN) by ZFMK, performs a landscape analysis of biodiversity and environmental biobanks and their standards and practices, investigates commonalities and differences, and identifies missing standards. Environmental and biodiversity biobanks often follow very similar goals, and many parallels exist among their respective practices. However, the dialogue between the various biobank or repository types is limited. We aim at opening up interfaces by collecting and sharing information on workflows and standard operating procedures.
Das Projekt "Joint Danube Survey" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König - Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere durchgeführt. The Joint Danube Survey (JDS(link is external)) is one of the most comprehensive investigative surface-water monitoring efforts in the world. Orchestrated by the ICPDR (link is external)(International Commission for the Protection of the Danube River), the key purpose of JDS is to gather vital data on carefully selected elements of water quality across the entire length of the Danube River and its major tributaries. The project harmonizes water monitoring practices across the Danube countries, following the EU Water Framework Directive (WFD) to achieve good water quality. Three JDS events have been previously conducted - in 2001, 2007, and 2013. The fourth survey, JDS4, took place throughout 2019 at 51 sampling sites in 13 countries across the Danube River Basin. The outcome of JDS4 will fill the information gaps necessary to enable the planned 2021 update of the Danube River Basin Management Plan. For the first time, JDS4 included DNA metabarcoding methods, carried out through the University of Essen(link is external). The resulting eDNA samples are centrally archived for JDS at the ZFMK Biobank.
Das Projekt "Deep-Learning Algorithmen zur Analyse und Selektion von 3D Mikrotumoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von 2cureX GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Vorgängerprojekts ADAPT wurde eine neuartige Plattform entwickelt, um die Herstellung und Ablage einzelner Mikrotumore, sowie die Wirkstoffzugabe zu realisieren. In diesem hier vorgeschlagenen Anschlussvorhaben wollen wir uns stärker auf die Anwendung konzentrieren. Die Plattform soll genutzt werden, um sowohl Tumoroide (von Patientengewebe abgeleitete Tumorgewebecluster) als auch auf Zelllinien basierende multizelluläre Tumorsphäroide (engl.: multicellular tumor spheroids, MCTS), auf Basis allgemeingültiger Protokolle in schonender Art und Weise auszuwählen, zu sortieren und in Mikrotiterplatten (MTP) zu platzieren. Auf diese Weise vorbereitete Mikrotumore kommen zum Beispiel in der klinischen Diagnostik im Rahmen von Arzneimittelsensitivitätstest bei Krebspatienten zum Einsatz. Darüber hinaus werden sowohl in akademischen Forschungsinstituten als auch in der biopharmazeutischen Industrie immer größere und variantenreichere Mikrotumor-Biobanken etabliert. Die aus den Biobanken verfügbaren Mikrotumorlinien werden im so genannten Hochdurchsatzscreening (HTS) genutzt um erste Hits, also sehr frühe Kandidaten für die Medikamentenentwicklung zu identifizieren. In den nachfolgenden Schritten können Mikrotumor-Biobanken beispielsweise auch zur Bestimmung von Toxizität genutzt werden, ein Bereich, in dem bislang sehr viele Versuchstiere zum Einsatz kommen. Eine ausführliche Vorhabensbeschreibung ist als Anlage beigefügt (2cureX Teilvorhabensbeschreibung).
Das Projekt "Erhaltung und Nutzung von Genressourcen der Ulme in Europa" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Konservierung, Charakterisierung, Sammlung und Nutzung genetischer Ressourcen der europäischen Ulmen-Arten. Aufbau einer zentralen Datenbank zur Überwachung und Nutzung der in Europa existierenden Ulmen-Klonsammlungen. Aufbau einer Klonsammlung aus bewurzelten-Ulmenstecklingen als Teil der European Elm Core Collection einschl. der Übernahme von Klonen aus anderen Sammlungen als Rückversicherung. Durchführung von Pathogenitätstest und von phänologischen Aufnahmen zur Charakterisierung des Materials. Probengewinnung zur genetischen Charakterisierung mit Hilfe molekular-genetischer Methoden.
Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Jena, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie I - Experimentelle Radiologie durchgeführt. NanoBEL befasst sich daher mit der Abschätzung von Langzeit-Effekten der Exposition mit magnetischen Nanopartikeln (beispielsweise als Folge von regelmäßigen Bildgebungssitzungen), der Bedeutung von Degradations- und Eliminationsprozessen entlang des Lebenszyklus der Nanopartikel sowie der Auswirkung der Exposition im Zusammenhang mit Erkrankungen mit hoher sozioökonomischer Relevanz (Krebs, Entzündungen). NanoBEL berücksichtigt Formulierungen von magnetischen Nanopartikeln, welche gegenwärtig und in der Zukunft eine hohe diagnostische Relevanz aufweisen. Neben der Weiterentwicklung und Optimierung dieser Nanopartikel trägt NanoBEL auch zur Entwicklung neuer tierfreier Alternativmethoden zur Langzeittestung von magnetischen Nanopartikeln bei (z.B. in Zellkulturen und im Hühnerei). Weiterhin soll die systematische Erhebung der Daten einen Beitrag zur Kategorisierung von Nanopartikeln und zur Identifizierung dafür geeigneter Endpunkte leisten und damit die Grundlagen für eine Risikobewertung schaffen. Daten sollen auch einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden z.B. über die Datenbank Nanopartikel (www.nanopartikel.info). Somit liefert das Vorhaben einen wertvollen Beitrag für einen verantwortungsvollen Umgang und die optimierte Weiterentwicklung von Nanomaterialien in der Medizin, wobei Chancen bestmöglich genutzt und Risiken vermieden werden können. Somit birgt die Nanotechnologie auch für den Wirtschafts- und Innovationsstandort Deutschland enormes Potenzial, welches nicht ungenutzt bleiben darf. Daraus resultieren positive Auswirkungen nicht nur auf das Wirtschaftswachstum per se und die Schaffung qualifizierter Arbeitsplätze, sondern auch auf eine enorm verbesserte medizinische Versorgung bei gleichzeitiger Ressourcen- und Umweltschonung.
The German Environmental Specimen Bank (ESB) is a monitoring instrument of the German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety. The permanent biobank facility is run since 1981 containing environmental and human samples from Germany. All samples are collected according to standard operating procedures (SOP). An standardized annual collection of human samples at four different regional sites of the country has been established since 1997. Routine sampling is done once a year, recruiting healthy non occupationally exposed students aged 20-29 years, in an equal gender distribution. The number of participants recruited is approximately 120 students per site and year. Directly after the annual sampling process, the human samples are analyzed for selected environmental chemicals. The time-trends of lead in blood, mercury and pentachlorophenol in 24 h-urine and polychlorinated biphenyls in plasma demonstrated a decrease of exposure during the last two decades by about 40-90 percent. In parallel retrospective studies using cryo-archived samples revealed increasing time trends of emerging chemicals used as substitutes for regulated toxicants. The data demonstrates the great relevance of the ESB for the health related environmental monitoring and shows the importance of human biomonitoring as a tool in information based policy making. © 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.
Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) hat das Ziel, biologische Proben aus der Umwelt und vom Menschen über lange Zeit veränderungsfrei zu lagern, um sie für zukünftige Forschung zu archivieren. Sie bietet die einzigartige Möglichkeit, die Belastung der Umwelt und des Menschen über einen langen Zeitraum zu verfolgen. Die UPB wurde parallel zur Erarbeitung des ersten deutschen Chemikaliengesetzes in den 1970er-Jahren konzipiert. Im Jahr 1979 begann sie ihren Probebetrieb. Nachdem 1982 das Chemikaliengesetz in Kraft trat, begann die UPB 1985 ihren dauerhaften Regelbetrieb. Mit der europäischen Chemikalienverordnung REACH wurde 2007 die Verantwortung für die Sicherheit der vermarkteten Chemikalien und die Aufgabe der Risikobewertung maßgeblich der Industrie übertragen. Seitdem ist die UPB noch wichtiger geworden, um die eigenverantwortliche Bewertung der Industrie zu überprüfen, den Erfolg von Minderungsmaßnahmen zu evaluieren und damit letztlich den Schutz von Mensch und Umwelt vor schädlichen Umwelteinflüssen sicherzustellen. Dies geschieht durch regelmäßige Beobachtung der Belastungen und Analyse zeitlicher Trends. Die Ergebnisse der UPB dienen heute der Beratung der politischen Entscheidungsträger über die Notwendigkeit, Maßnahmen zu ergreifen. Informationen zur Belastungsprävention werden für die Allgemeinbevölkerung und den öffentlichen Gesundheitsdienst zur Verfügung gestellt. Die UPB ist somit ein wichtiges Monitoringinstrument des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit und kooperiert mit namhaften Forschungs- und Universitätsinstituten. Das Umweltbundesamt konzeptioniert und steuert die Arbeit der UPB, leitet die wissenschaftliche Auswertung der Daten und bereitet diese für die Umweltpolitik und die Öffentlichkeit auf.<BR>Quelle: http://link.springer.com/