"Stand, Perspektiven und Maßnahmen zum Ausbau der Bio- und Gentechnologie im Freistaat Sachsen" Mit der Studie erfolgte eine Bestandsaufnahme der im Freistaat Sachsen im Bereich der Bio- und Gentechnologie vorhandenen öffentlichen Forschungseinrichtungen und deren Forschungsgebiete, der gewerblichen Anwendungen (Entwicklung und Produktion) in den verschiedenen Industriezweigen, insbesondere in den Bereichen Biomedizin, Landwirtschaft, Lebensmittel und Umwelttechnik sowie der Dienstleistungsunternehmen zur Förderung der Bio- und Gentechnologie. Die Vernetzung dieser Einrichtungen wurde aufgezeigt. Dabei erfolgte eine Analyse der im Freistaat Sachsen vorhandenen besonderen Strukturen, Potentiale und Kompetenzen im Bereich Bio- und Gentechnologie. Besonders entwicklungsfähige, zukunftsträchtige und förderwürdige Forschungsschwerpunkte im Freistaat Sachsen unter Berücksichtigung internationaler Entwicklungen und Tendenzen wurden aufgezeigt. Darüber hinaus wurden Handlungsempfehlungen und Maßnahmevorschläge zum Ausbau der Bio- und Gentechnologie im Freistaat Sachsen in der Forschung und in der gewerblichen Nutzung gegeben.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Lehrstuhl für in vitro Toxikologie und Biomedizin durchgeführt. Das Pilotprojekt DynaMeTox dient zur Etablierung der instationären metabolischen Stoffflussanalyse in einem neuronalen zellulären System. Das Ziel dieser Analysen ist es, den Einfluss von neurotoxischen Stoffen auf den zellulären Stoffwechsel in hoher zeitlicher Auflösung quantitativ zu bestimmen. Somit soll die primäre metabolische Antwort von neuronalen Zellen von der adaptiven Stoffwechsel Antwort unterschieden werden. Zum einen lässt sich somit die Toxinwirkung genauer beschreiben und zum anderen soll es möglich sein die Wechselwirkung zwischen dem Stoffwechsel und dem genregulatorischen Netzwerk zu entflechten. Im Anschluss an die Pilotphase sollen die etablierten Methoden automatisiert und in einem größeren Umfang eingesetzt werden um eine große Anzahl an chemischen Substanzen auf ihre Toxinwirkung hin zu untersuchen. Zu Beginn des Projektes soll das metabolische Netzwerk der verwendeten neuronalen Zelllinien validiert werden. Hierfür werden wir proteomische und metabolomische Untersuchungen durchführen. Die 'isoformaufgelösten' Protein-Daten werden für die Validierung der Topologie des metabolischen Netzwerkes verwendet. Im Weiteren wird das System hinsichtlich der Dynamik der metabolischen Antwort mit toxischen Substanzen kalibriert. Stabil-Isotopen aufgelöste Metabolomicsanalysen (pSIRM) sollen die Dynamik der Stoffwechselantwort sichtbar machen.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Lehrstuhl für in vitro Toxikologie und Biomedizin durchgeführt. Lebertoxizität lässt sich aus Tiermodellen schwer vorhersagen und führt häufig dazu, dass Medikamente vom Markt genommen werden müssen. Daher besteht ein großer Bedarf an zuverlässigen Tests für Leber-toxische Wirkungen. Im aktuellen Projekt soll hierfür, in Zusammenarbeit mit Partnern, ein systemtoxikologischer Ansatz gewählt werden, um zu einer Vorhersage von Lebertoxizität im Menschen zu kommen. An der Universität Konstanz sollen dafür verschiedene Zytotoxizitätsassays durchgeführt werden. Zur besseren (sensitiveren) Erfassung des nicht akut zytotoxischen Bereichs werden funktionelle und metabolische Störungen charakterisiert. Diese Daten werden mit Genexpressionsdaten und quantitativen Imagingdaten von Stressreportern nach Toxikantienexposition im toxischen und nicht-toxischen Bereich abgeglichen, und mit Daten nicht-hepatischer Zellen verglichen. Insgesamt sollen die Daten dann mit denen der anderen Partner integriert und für Toxizitätsvorhersagemodelle aufbereitet werden.
Das Projekt "Reduktion der Strahlenexposition von Patienten auf den Gebiet der CT-Angiographie, der Abdomen-CT und der Dual Source CT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Charite Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Institut für Klinische Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Es handelt sich um das Teilprojekt der klinischen Evaluierung und Verfahrensoptimierung insbesondere in den Bereichen Kontrastmitteluntersuchungen, CT-Angiographie und Dual Energy CT im Rahmen des Gemeinschaftsantrags von Dr. Hoeschen. Ziel dieses Teilprojekts ist die Entwicklung, Evaluation und Optimierung neuer Verfahren zur Dosisreduktion in der Computertomographie. Nach Aufbau der Arbeitsgruppe erfolgen Phantommessungen an einem modifizierten Alderson-Phantom mit variablem 'Fettmantel', das uns vorliegt und bereits in Vorarbeiten zum Einsatz kam (in den ersten 6 Mo.). Nach der Ergebnisauswertung erfolgen Patientenuntersuchungen (Beginn nach ca. 9 Mo., Dauer ca. 2 Jahre) mit den Schwerpunkten: Abdomen-CT, CT-Angiographie, Dual Source Cardio-CT und Dual Energy CT). Im Anschluss Ergebnisauswertung und Erstellung von Veröffentlichungen. Präsentation auf nationalen und internationalen Kongressen (u.a. Deutscher Röntgenkongress, ECR, RSNA-Jahrestagung, DGmP-Jahrestagung). Originalarbeiten in nationalen und internationalen Journals (Radiologie und Physik). Erarbeitung umfassender Vorschläge zur Implementierung dosisparender Verfahren in der klinischen Routine (Weißbuch).
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Lehrstuhl für in vitro Toxikologie und Biomedizin durchgeführt. SysDT wird etablierte in vitro Tests verwenden, um mit systembiologischen Modellen Entwicklungstoxizität vorherzusagen. Um dieses Ziel zu erreichen werden systembiologische Modelle mit Transkriptom- und Funktionsanalysen kombiniert, die dazu dienen, Toxikantien zu beschreiben und deren potenzielle Risiken während der Neuroentwicklung vorherzusagen. Ein weiteres Ziel des Vorhabens ist, die mit Stammzellen bereits sehr gut etablierten Testsysteme auf induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) zu übertragen. Dies wird zum einen die Weiterführung mit dem best-geeigneten Modell sicherstellen und zum anderen, wird dies zu einer breiten Anwendbarkeit in viele verschiedenen Laboratorien beitragen. Dies wird dazu beitragen Tierversuche zu reduzieren. Zu Beginn des Projekts werden Gruppen von Genen identifiziert, welche sich zeitlich ähnlich verhalten. Hierfür werden Affymetrix Genchips Analysen durchgeführt. Auf Basis dieses Datensatzes sollen die generellen Kontrollmechanismen der Differenzierungen modelliert werden. Nach dieser grundlegenden Charakterisierung werden die Testsysteme mit verschiedenen Modellsubstanzen (MeHg und VPA) behandelt und die Veränderungen modelliert. In einer Follow-up Studie mit weiteren 5 mechanistisch verwandten Substanzen sollen dann robuste Biomarker identifiziert werden. Die Biomarker werden auf ihre technische Robustheit überprüft und mechanistisch validiert (plausible und nachweisbare Einbindung in Signalnetzwerke).
Das Projekt "Nachwachsende Rohstoffe: Chitin und Chitosan aus Krabbenschalen (EU-Life-Programm)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Lübeck, Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften durchgeführt. Objective: The aim of the project is to develop methodology to isolate chemically defined chitin and chitosan from crab shells using enzymes instead of the conventional acid/base technology, which leads to a mixture of molecules of different structure and molecular weight. This material can not be used for biomedical applications. General Information: Crab shells, a waste product of the marine food industry, mainly consists of chitin, proteins and calcium salts. So far this material is most often dumped, the valuable complex chitin polymers are only seldom isolated using strong acids and bases. As a basis for the application of chitin and chitosan in biomedicine food technology, biotechnology and environmental technology chemically defined molecules have to be efficiently produced. The conventional acid/base technology results in an inhomogenous mixture of molecules which do not fulfil the requirements of applications in the above mentioned fields. Our strategy is to remove the bound protein from the chitin matrix with the help of hydrolytic enzymes (proteases). This quantitative removal under mild temprature, pressure and pH conditions is the key step which leads after decalcification, centrifugation and washings to a pure defined chitin product. This chitin is then again enzymatically (chitin deacetylase) converted to chitosan to achieve molecules with defined molecular structure and weight.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Medizinische Hochschule Hannover, Zentrum Innere Medizin, Klinik für Nieren- und Hochdruckerkrankungen durchgeführt. Das Hauptziel des Projektes ist es, ein in vitro mikrofluidisches Modell von Mikroblutgefäßen zu entwickeln, um Tierversuche zu ersetzen. Das Modell ist auf der Kapillar- und Arteriolenbildung durch den Prozess der Angiogenese der humanen mikrovaskulären Endothelzellen und begleitenden Zelltypen im Mikrofluidik-Chip (KABA-Chip) basiert. Das Modell wird zur Anwendung in der Grundlagenforschung und der Medikamentenentwicklung angepasst werden. In gut etablierter interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen der MHH und dem LZH werden wir die KABA-Chip-Prototypen designen und entwickeln. Die Funktionalität der KABA-Chips, der Schnittstellen und der Mikrofluidik-Betätigungsplattform wird in biomedizinischen Experimenten bestätigt. KABA-Chip-Geometrie, Zellaussaat, Zusammensetzung und Konzentration der extrazellulären Matrixproteine und Wachstumsfaktoren sowie Auswirkungen von Strömungsparametern werden für zuverlässiges und reproduzierbares Wachstum der Mikrogefäße optimiert. Eine zuverlässige Charakterisierung der Mikrogefäßfunktionen in den KABA-Chips wird durchgeführt. Ferner werden wir das Mikrogefäßwachstum von gereinigten Nierenzellen in den KABA-Chips erreichen und den Einfluss von Krankheitsbedingungen auf die Funktionen der Nierenmikrogefäße in den KABA-Chips untersuchen. Zur Verbreitung der Arbeitsergebnisse werden wir gemeinsame Publikationen von MHH/LZH in Peer-Review-Fachzeitschriften vorbereiten und die Projektergebnisse auf wissenschaftlichen Kongressen präsentieren.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Lehrstuhl für in vitro Toxikologie und Biomedizin durchgeführt. Das Projekt 'Systems Biology of Liver Toxicity Prediction - Moving On' zielt auf die Etablierung eines neuen Ansatzes zur Risikobewertung von Chemikalien. Hierbei werden experimentell eine Reihe von neu entwickelten zellulären Modellen eingesetzt, um dynamische Änderungen zelluläre Stressantworten zu erfassen. Die Daten, die hierbei gewonnenen werden, decken ein breites Spektrum zellulärer Prozesse ab, wie z.B. die Änderung von Genexpressionsmustern, die Aktivierung von verschiedenen Stress Response Pathways, oder Änderungen des zellulären Metabolismus. Die besonderen Herausforderungen einer zeitgemäßen Risikobewertung liegen in der Integration dieser sehr unterschiedlichen experimentellen Daten, um schließlich eine Abschätzung über das individuelle Risikopotential einer Substanz zu erlauben. Die Problematik in der Realisierung wird besonders daran deutlich, dass ein Teil der beobachteten zellulären Antworten zu einer direkten Schädigung führen, während andere parallel ablaufende Vorgänge Teil der zellulären Verteidigungsstrategie sind und somit in einer verstärkten Protektion münden. Im Rahmen des SysBioToP-Moving Projektes wird deshalb besonderer Fokus auf die Etablierung mathematischer Modelle gelegt, welche es erlauben sollen, das breite Spektrum an experimentell gewonnenen Daten in ein Gesamtkonzept zu integrieren, welches schließlich zur Risikoabwägung neuer oder unbekannter Substanzen herangezogen werden kann.
Das Projekt "Anleitung zum Umgang mit dem Gentechnik-Gesetz und den dazu ergangenen Verordnungen und Verwaltungsvorschriften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft zur Förderung der Biomedizinischen Forschung durchgeführt. Das am 1/7/1990 in Kraft getretene Gentechnik-Gesetz (BGbl I 1990,1080 ff) und die dazu bereits beschlossenen und noch ergehenden Verordnungen und Verwaltungsanweisungen legen den Wissenschaftlern bei der Anwendung gentechnischer Methoden im Rahmen ihrer Forschungsaufgaben eine Reihe neuer Pflichten auf. Um den Umgang mit den neuen Vorschriften zu erleichtern, soll von Praktikern, die das bisherige Verfahren der Genehmigung und Registrierung gentechnischer Projekte im Rahmen wissenschaftlicher Forschung sowohl auf Seiten der Wissenschaft wie auch auf Seiten des Bundesgesundheitsamtes kennen, eine Arbeitshilfe verfasst werden. Diese ist somit bestimmt, die Anwendung der Vorschriften zu erleichtern und ihre Einhaltung zu sichern. Um die Anleitung moeglichst praxisnah zu gestalten werden die Autoren in mehreren Konferenzen - auch mit den Beauftragten fuer die biologische Sicherheit einiger repraesentativer Forschungseinrichtungen - die Texte optimieren. Die Anleitung soll allen gentechnisch arbeitenden wissenschaftlichen Einrichtungen und nach Moeglichkeit auch den einzelnen Projektleitern zur Verfuegung gestellt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Multispektrale Verfahren (PlasMark-M)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. durchgeführt. Die mediale Aufmerksamkeit über Plastik im globalen Ökosystem ist ungebrochen. Täglich erscheinen neue Berichte, bspw. über Müllstrudel aus Kunststoff in den Meeren, mit möglicherweise katastrophalen Folgen für die Tierwelt und den Menschen. Zunehmend wird bewusst, dass die durch den Menschen eingetragene Plastikteilchen in die weltweiten Nahrungsketten eingeschleust werden. Während bestehende Forschungsinitiativen vorwiegend die Auswirkungen auf aquatische Organismen untersuchen, ist die Aufnahme und die Auswirkungen dieser Partikel auf die Gesundheit des Menschen größtenteils unerforscht. Neben fehlenden systematischen Studien stellt vor allem die eindeutige Identifizierung und Quantifizierung von Plastikpartikeln in Zellen und Geweben eine bisher nicht gelöste Herausforderung dar. Im vorliegenden Verbundkonzept 'PlasMark' widmet sich ein Konsortium aus Physikern, Ingenieuren, Chemikern und Biowissenschaftlern drängenden Fragen in Forschung und Diagnostik von Plastik. Dabei adressiert der Verbund Aspekte der Grundlagenforschung und Biomedizin, welche parallel die Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur Bestimmung von Mikroplastik in Geweben unterstützen. Das ambitionierte Projekt profitiert dabei von den methodisch-wissenschaftlichen Kompetenzen und Synergismen der ZIK-Gruppen in Greifswald sowie der Partner (Universität Greifswald und Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam). Neben dem wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn ermöglicht die Entwicklung eines Verfahrens zur markierungsfreien Detektion von Mikro-/Nano-Plastik in situ eine wirtschaftliche und technologische Verwertung, insbesondere mit Blick auf die potentielle Nutzung zur Diagnose und Vorhersage von Plastik-assoziierten Krankheitsbildern. Damit erbringt PlasMark einen nachhaltigen Beitrag zur Erforschung von Plastik als potentielles Gesundheitsrisiko für die Gesellschaft, einer der dringendsten epidemiologischen Fragestellungen unserer Zeit.