Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung einer integrierten Teststrategie (ITS) zur Bewertung des menschlichen Gesundheitsrisikos durch Toxizität bei wiederholter inhalativer Exposition. Die ITS wird routenspezifische Biomarker und Ergebnisse von Datenrecherchen und QSAR-Vorhersagen beinhalten. Strukturverwandte Chemikalien werden zusätzlich getestet, um zu prüfen, ob das System Read-Across zulässt. Drei Modellsubstanzen werden ausgewählt, deren In-vivo-Daten (zum Transkriptom und Studien zur wiederholten Verabreichung) unterschiedliche Wirkungsweisen vermuten lassen. Untersucht werden das toxikologische Profil (besonders Zielorgane und Effekte) und die Metabolite dieser Modellsubstanzen. Je Modellsubstanz werden zwei 'ähnliche' Substanzen ausgewählt. Durch ex-vivo-Tests in Lungengewebe (Precision-cut lung slices, PCLS) sollen die Zytotoxizität (z.B. LDH- oder Wst-1-Assay) und pro-inflammatorische Zytokine untersucht sowie genomweite Transkriptomanalysen durchgeführt werden. In Folge wird eine geeignete humane Lungenzellinie für In-vitro-Tests ausgewählt, daran Zytotoxizitätstests zur Dosisfindung und ebenfalls Transkriptomanalysen durchgeführt. Entsprechend der dadurch identifizierten Wirkmechanismen werden anschließend ausgewählte funktionelle Assays zur Validierung durchgeführt (z.B. Entzündung, oxidativer Stress, Transkriptionsfaktoren). Die Erkenntnisse sollen in eine ITS integriert und die Prädiktivität der Biomarker im Hinblick auf regulatorische Entscheidungen evaluiert werden.
Das Projekt "Individuelle Risikofaktoren fuer die UV-vermittelte Entstehung von Hautkrebs (Teil 1)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Hautklinik durchgeführt. Veraendertes Freizeitverhalten sowie die Ausduennung der Ozonschicht fuehren zu verstaerkter UV-Belastung und sind mit einem signifikanten Anstieg von Tumorerkrankungen der Haut assoziiert. Arbeiten aus dem eigenen Labor und anderer weisen darauf hin, dass UV-Licht die Immunabwehr der Haut gegenueber Tumoren u.a. durch Aktivierung von biologischen Signalvermittlern (Zytokinen) beeintraechtigen kann. Ziel dieses Projekts ist es daher, zu untersuchen, ob Hautzellen von Tumorpatienten im Vergleich zu Normalpersonen nach UV-Bestrahlung verstaerkt Zytokine bilden, die eine Einschraenkung der Tumorabwehr bewirken und somit ein erhoehtes Risiko fuer die Entwicklung von Hauttumoren erklaeren. Hierzu soll im Teilprojekt A (Hautklinik Mainz) mit Hilfe der Polymerasekettenreaktion und der ELISA-Technik das Zytokinmuster verschiedener Hauttumore im Vergleich zu gesunder Normalhaut unter UV-Exposition ermittelt werden. Dies erfolgt in Zusammenarbeit mit der Beiersdorf AG (vgl. Teilprojekt B). Auf Grundlage dieser Untersuchungen soll ein Testsystem zur Abschaetzung des Risikos einer UV-bedingten Tumorentstehung bei Normalpersonen entwickelt werden.
Das Projekt "Interaktion von Cytokinen und Wachstumsfaktoren mit dem fremdstoffmetabolisierenden Enzymsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Medizinisches Institut für Umwelthygiene durchgeführt. Es ist das Ziel, den molekularen Angriffsort von Cytokinen und Wachstumsfaktoren in der Signalkette der durch TCDD (Tetrachlordibenzodioxin) vermittelten Aktivierung von Cytochrom P450 zu analysieren. Die bisherigen Untersuchungen konzentrieren sich auf die Interaktion von TGF-beta mit der TCDD-indizierten Cyp1A1-Aktivierung. Nun sollen weitere Cytokine und Wachstumsfaktoren wie Interleukin-1beta, TNF-alpha und Interleukin-6 sowie die TCDD-induzierbare Cyp1B1-Form und nicht-Ah-Rezeptor-regulierte Cytochrom P450-Formen mit untersucht werden. Speziell sollen folgende Teilaspekte der moeglichen Interaktionen von Cytokinen/Wachstumsfaktoren mit dem fremdstoffmetabolisierenden Enzymsystem geklaert werden: 1. Einfluss auf Aktivierung und Transformation des Ah-Rezeptors, 2. Bedeutung der DRE-Sequenzen; 3. Wirkung auf die Transkription des CypA1- bzw. Ah-Rezeptorgens; 4. Einfluss auf die Stabilitaet und den Abbau der Cyp1A1- bzw. der Ah-Rezeptor-mRNA.
Das Projekt "Untersuchungen verschiedener Makrophagenfunktionen nach Ozonexposition und Virusinfektion in vitro" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung durchgeführt. Ausgehend von vorangegangenen Untersuchungen (Projekt PUG L89003) ueber die Auswirkungen einer Kombination von Schadstoffexposition (Ozon) und Virusinfektion (RSV gleich 'respiratory syncytial virus') auf die pulmonalen Abwehrmechanismen, in denen Veraenderungen von Makrophagen-Funktionen insbesondere bei gleichzeitiger Belastung mit Ozon und Virusinfektion beobachtet wurden, war es die Aufgabe dieser Studie, in einem neuen in vitro Modell die durch bronchoalveolaere Lavage gewonnenen Alveolarmakrophagen (AM) von BALB/c-Maeusen vergleichbaren Belastungen auszusetzen. In der Untersuchung wurden proinflammatorische Cytokine (IL-1, IL-6 und TNF) und die mikrobiziden Eigenschaften der Makrophagen bestimmt. Ferner wurde der Einfluss der Ozonexposition auf die RS-Virusvermehrung in Zellen untersucht. In einer neu entwickelten Ozonexpositionskammer wurden AM von BALB/c-Maeusen im Vergleich zu Reinluft gegenueber 100 ppb (parts per billon) bzw 500 ppb (0,2 bzw 1 mg/m3) Ozon exponiert. In einem ersten Teilbereich wurde der Einfluss der Ozonexposition auf die Funktionalitaet der Makrophagen untersucht, und zwar auf eine moegliche veraenderte Cytokinsekretion und die Mikrobizidie, dh auf die Faehigkeit der Zellen, Mikroorganismen erfolgreich zu vernichten. Die alleinige Ozonexposition reduzierte konzentrationsabhaengig die Produktion des Cytokins IL-6 und die mikrobiziden Eigenschaften der AM. Als weiteres wurde untersucht, ob Ozon einen Einfluss auf die Vermehrungsprozesse des RS-Virus in den Makrophagen hatte. Es konnte festgehalten werden, dass mit zunehmender Ozonkonzentration die Faehigkeit der RS-Viren zunahm, sich in den AM zu vervielfaeltigen. Es wurde geschlossen, dass bei hoeheren Ozonkonzentrationen eine verminderte Produktion an Interferon auftritt, so dass fehlende virostatische Immunmechanismen zu einem Anstieg der Vermehrungsrate an Viren fuehre. Bezueglich der Kombinationswirkung von Ozon und viraler Infektion kam es zu einem Anstieg der Cytokinsekretion im Vergleich zur alleinigen Ozonexposition. Diese Daten verdeutlichen den eine Immunreaktion verstaerkenden Effekt der RSV-Infektion. Unabhaengig davon war jedoch eine konzentrationsabhaengige Suppression durch Ozon zu beobachten. Diese in vitro Untersuchungen zeigen also auf, dass Ozon die Makrophagenfunktionen supprimiert, wobei zudem die Vermehrungsfaehigkeit der RS-Viren in den Ozon-behandelten Makrophagen steigt. Diese Forschungsergebnisse zeigen die Bedeutung von Kombinationseinfluessen von Luftverunreinigungen, die durch photochemische Prozesse entstehen, und einer Virusinfektion des Respirationstraktes. Damit haben sich fruehere Hinweise auf eine Kombinationswirkung von Ozon mit anderen Komponenten, zB Allergenen, bestaetigt. Diese Arbeitsgruppe erzielte bezueglich der Wechselwirkung einer viralen Infektion mit zellulaeren Parametern analoge Ergebnisse zu der Gruppe des Projektes PUG L92001, die ebenso feststellte, dass virale Infekte...