Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IUF - Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung GmbH durchgeführt. Das Hauptziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Teststrategie zur Abschätzung neurotoxischer Effekte von Chemikalien mittels eines Systembiologie-basierten 3R-Verfahrens. Besonderes Augenmerk wird auf die Anwendbarkeit dieses Verfahrens hinsichtlich der Risikobewertung von Nanomaterialien gelegt. Arbeitspaket (AP) 1 umfasst Projektkoordination und Öffentlichkeitsarbeit. Im Projekt werden innovative in vitro-Methoden unter Nutzung neuronaler Zellen aus embryonalen Stammzellen von Mensch und Maus eingesetzt (AP2, AP3). Zur Bewertung der human-toxikologischen Relevanz der in-vitro-Testmethoden werden diese Daten mit Ergebnissen zu Verhalten und Neurophysiologie sowie -toxikologie aus parallel durchgeführten in-vivo-Studien verglichen (AP 5 und AP6). Dieser Ansatz erfordert für Nanopartikel eine gründliche Charakterisierung ihrer physiko-chemischen Eigenschaften sowie der davon bestimmten Partikelkinetik in biologischen Systemen unter besonderer Berücksichtigung der Blut-Hirn-Schranke (AP 4). Die Gesamtheit der erhobenen Daten wird dann zusammen mit zusätzlichen toxiko-kinetischen Daten aus Literaturrecherchen in Chemikalien-spezifische Physiologie-basierte Pharmakokinetik (PBPK)-Modelle eingepflegt (AP 7). Das IUF ist an den Arbeitspaketen 1, 4, 5, 6, und 7 beteiligt.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Die Zulassung von Chemikalien erfordert derzeit toxikologische Untersuchungen in Tiermodellen. Aus gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Gründen besteht jedoch ein verstärktes Interesse an der Entwicklung und Validierung Humanzell-basierter Testsysteme als (teilweise) Ersatzmethoden zu den herkömmlichen in-vivo-Versuchen. Das Hauptziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Teststrategie zur Abschätzung potentieller neurotoxischer Effekte von Chemikalien mittels eines Systembiologie-basierten 3R-Verfahrens. Besonderes Augenmerk wird auf die Anwendbarkeit dieses Verfahrens hinsichtlich der Risikobewertung von Nanomaterialien gelegt. In diesem Rahmen werden eine Reihe innovativer in-vitro-Methoden eingesetzt. Neuronale Aktivitätsmessungen neuronaler Zellen aus embryonalen Stammzellen (ESZ) von Mensch und Maus werden mittels Multielektroden-Arrays als Maß für Hirnfunktion und Kognition erfasst. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen sind Informationen hinsichtlich Exposition, Kinetik und Effekten der zu untersuchenden Materialien erforderlich. Als Referenzmaterialien werden zwei Insektizide (Organophosphate) und dazu zwei Nanopartikelproben genutzt, um einen (begrenzten) Vergleich zwischen und auch innerhalb von (chemischen) Stoffgruppen zu ermöglichen. IUTA wird in AP1 Projektmanagement und Öffentlichkeitsarbeit und AP4 Charakterisierung chemischer und physikalischer Eigenschaften der Nanopartikel beteiligt sein.