Das Projekt "Optimierung des Comet Assay für den Einsatz im Biomonitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Abteilung Klinische Genetik durchgeführt. Der Gomet Assay (Einzelzellgelelektrophorese) wird zunehmend als Genotoxizitätstest eingesetzt. Aufgrund seiner Sensitivität und Schnelligkeit werden an den Gomet Assay im Biomonitoring große Erwartungen gestellt. Während für die Prüfung von Chemikalien auf genotoxische Wirkungen in vitro und in vivo detaillierte Protokolle vorgeschlagen wurden, ist für den Einsatz im Biomonitoring bisher nicht geklärt, ob methodische Varianten zu einer höheren Sensitivität führen können, In dem hier beantragten Vorhaben sollen deshalb verschiedene Protokollvariationen vergleichend untersucht werden. Die Versuche sollen an peripherem Blut durchgeführt werden, das im Biomonitoring beim Menschen häufig verwendet wird und vergleichende Untersuchungen mit anderen genetischen Endpunkten ermöglicht. Mit der alkalischen Version des Gomet Assay sollen bei Rauchern und Nichtrauchern spontane und mutageninduzierte DNA Effekte sowie die Reparaturkapazität für die induzierten Effekte untersucht werden. Die Induktion von DNA Schäden erfolgt mit Mutagenen, die sich in der Art der von ihnen induzierten DNA Schäden unterscheiden. Es werden vergleichende Untersuchungen an PHA- stimulierten und unstimulierten Blutproben durchgeführt und es wird der Einfluss von Inhibitoren der DNA- Reparatur auf die DNA-Effekte untersucht. Ziel der Untersuchungen ist es, ein optimiertes Protokoll für den Einsatz des Gomet Assay im Biomonitoring zu etablieren.
Das Projekt "Untersuchungen zum Nachweis von genotoxischen Umweltschadstoffen mit der Einzelzell-Gelelektrophorese an menschlichen Zellen (Fortsetzung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Abteilung Klinische Genetik durchgeführt. Die Einzelzellgelelektrophorese (SCG) Technik ist der zur Zeit empfindlichste Kurzzeittest zum Nachweis gentoxischer Substanzen in einzelnen Zellen. Eine wichtige zukuenftige Anwendung ist im Human Biomonitoring zu sehen und in der Untersuchung von Tieren (zB Fische, Wuermer) zum Nachweis einer gentoxischen Umweltbelastung. Das hier geplante Projekt soll zur Validierung der Methode beitragen und mit experimentellen Ansaetzen Aussagen zu den Einsatzmoeglichkeiten im Biomonitoring machen. Dazu werden menschliche Zellen in vitro mit verschiedenen Schadstoffen behandelt. Es wird untersucht, wie lange induzierte DNA-Schaeden in proliferierenden und nichtproliferierenden Zellen nachgewiesen werden koennen. Mit Hilfe von reparardefekten Zellen wird der Einfluss der DNA-Reparatur auf die Persistenz induzierter DNA-Schaeden untersucht. Ausserdem werden nicht-gentoxische Kanzerogene untersucht, um zu klaeren, ob die im SCG-Test beobachteten Effekte spezifisch fuer gentoxische Wirkungen sind oder auch als Folge zytotoxischer Wirkungen (Zelltod) auftreten koennen. Ergebnisse: Es wurden Untersuchungen mit der Einzelzellgelelektrophorese (SCG-Test oder Comet Assay) durchgefuehrt, um Aufschluesse ueber einen Einsatz dieser Methode im Rahmen von Biomonitoring-Studien zu erhalten. Fruehere Untersuchungen hatten gezeigt, dass der SCG-Test eine sehr sensitive Methode zum Nachweis eines breiten Spektrums von DNA-Schaeden in vivo und in vitro ist. Im Rahmen dieses Projektes konnte zum ersten Mal nachgewiesen werden, dass starke koerperliche Belastung zu DNA-Veraenderungen fuehrt, die mit dem SCG-Test erfasst werden koennen. Ein Mehrstufentest auf dem Laufband fuehrte zu einer deutlichen Zunahme von DNA-Strangbruechen in Leukozyten. Dieser Effekt trat mit zeitlicher Verzoegerung auf und betraf die Mehrzahl der untersuchten Zellen. Da eine Zunahme von DNA-Schaeden nur nach starker koerperlicher Belastung unter anaeroben Stoffwechselbedingungen auftrat, wurde oxidativer Stress als Ursache vermutet. Tatsaechlich konnten die Autoren zeigen, dass die Einnahme von Vitamin E vor dem Lauf den DNA-schaedigenden Effekt verhindert. Diese Ergebnisse geben einen wichtigen Hinweis auf die Bedeutung freier Radikale als Ursache der DNA-Schaedigung nach koerperlicher Belastung. In einer ersten Populationsstudie mit dem SCG-Test konnte nachgewiesen werden, dass Muelldeponiearbeiter gegenueber einem Kontrollkollektiv vermehrt DNA-Effekte im SCG-Test aufweisen. Der Mittelwert der DNA-Schaedigung zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Gruppen. Dieser Unterschied war deutlicher, wenn das 'tail-moment' anstelle der Gesamtlaenge der DNA-Migration ('image-length') fuer die Auswertung zugrunde gelegt wurde...