The aim of HELIX is to exploit novel tools and methods (remote sensing/GIS-based spatial methods, omics-based approaches, biomarkers of exposure, exposure devices and models, statistical tools for combined exposures, novel study designs, and burden of disease methodologies), to characterise early-life exposure to a wide range of environmental hazards, and integrate and link these with data on major child health outcomes (growth and obesity, neurodevelopment, immune system), thus developing an Early-Life Exposome approach. HELIX uses six existing, prospective birth cohort studies as the only realistic and feasible way to obtain the comprehensive, longitudinal, human data needed to build this early-life exposome. These cohorts have already collected large amounts of data as part of national and EU-funded projects. Results will be integrated with data from European cohorts (greater than 300,000 subjects) and registers, to estimate health impacts at the large European scale. HELIX will make a major contribution to the integrated exposure concept by developing an exposome toolkit and database that will: 1) measure a wide range of major chemical and physical environmental hazards in food, consumer products, water, air, noise, and the built environment, in pre and postnatal periods; 2) integrate data on individual, temporal, and toxicokinetic variability, and on multiple exposures, which will greatly reduce uncertainty in exposure estimates; 3) determine molecular profiles and biological pathways associated with multiple exposures using omics tools; 4) provide exposure-response estimates and thresholds for multiple exposures and child health; and 5) estimate the burden of childhood disease in Europe due to multiple environmental exposures. This integration of the chemical, physical and molecular environment during critical early-life periods will lead to major improvements in health risk and impact assessments and thus to improved prevention strategies for vulnerable populations.
In diesem Projekt soll die strahlen- und neurobiologische Expertise des Darmstädter Kompetenz-Zentrums Strahlenforschung in Zusammenarbeit mit der Uni Erlangen und der GSI Darmstadt zur Untersuchung der biologischen Wirkung geringer Dosen ionisierender Strahlung auf das sich entwickelnde Gehirn eingesetzt werden. Das langfristige Ziel des beantragten Projekts ist einerseits die Verbesserung der Risikoabschätzung für strahleninduzierte neurologische Spätfolgen und zum anderen ein erweitertes Verständnis der molekularen Mechanismen der biologischen Strahlenantwort von neuronalen Stammzellen. Dies ist besonders im Hinblick auf die steigende Anzahl diagnostischer Untersuchungen von Kleinkindern von großer gesellschaftlicher Bedeutung, aber auch notwendige diagnostische Untersuchungen an Schwangeren bedürfen einer kritischen Überprüfung. C57/BL6-Mäuse werden zu unterschiedlichen Entwicklungszeiten (embryonal und juvenil) mit niedrigen Dosen Röntgenstrahlen bestrahlt und deren Gehirne nach unterschiedlichen Rekonvaleszenzzeiten entnommen und die DNA Schadensreparatur, Teilungsfähigkeit, Apoptoserate und Differenzierungskapazität von neuronalen Stammzellen, Astrozyten und Gliazellen untersucht. Neben den kurzzeitigen zellulären Strahleneffekten werden langfristige Folgen auf die kognitiven Fähigkeiten der bestrahlten Mäuse untersucht, unter anderem mit modernsten bildgebenden Verfahren wie fMRT.
In diesem Projekt soll die strahlen- und neurobiologische Expertise des Darmstädter Kompetenz-Zentrums Strahlenforschung in Zusammenarbeit mit der Uni Erlangen und der GSI Darmstadt zur Untersuchung der biologischen Wirkung geringer Dosen ionisierender Strahlung auf das sich entwickelnde Gehirn eingesetzt werden. Das langfristige Ziel des beantragten Projekts ist einerseits die Verbesserung der Risikoabschätzung für strahleninduzierte neurologische Spätfolgen und zum anderen ein erweitertes Verständnis der molekularen Mechanismen der biologischen Strahlenantwort von neuronalen Stammzellen. Dies ist besonders im Hinblick auf die steigende Anzahl diagnostischer Untersuchungen von Kleinkindern von großer gesellschaftlicher Bedeutung, aber auch notwendige diagnostische Untersuchungen an Schwangeren bedürfen einer kritischen Überprüfung. Es soll untersucht werden, inwieweit dicht und dünn ionisierende Strahlung die Fähigkeit neuronaler Stammzellen zur Selbsterneuerung und Differenzierung beeinflussten. Weiterhin sollen zytogenetische Untersuchungen durchgeführt werden, um nähere Informationen über die Genauigkeit der DNA-Reparaturprozesse nach einer Strahlenexposition zu erhalten. Als Manifestation einer fehlerhaften Reparatur werden strukturelle Chromosomenaberrationen mit Hilfe der mFISH-Technik gemessen. Da auch die Migration ein wichtiger Vorgang bei der Bildung des Nervensystems ist, soll die Fähigkeit der NSZ zu wandern in einem,,Migrationstest gemessen werden.
In diesem Projekt soll die strahlen- und neurobiologische Expertise des Darmstädter Kompetenz-Zentrums Strahlenforschung in Zusammenarbeit mit der Uni Erlangen und der GSI Darmstadt zur Untersuchung der biologischen Wirkung geringer Dosen ionisierender Strahlung auf das sich entwickelnde Gehirn eingesetzt werden. Das langfristige Ziel des beantragten Projekts ist einerseits die Verbesserung der Risikoabschätzung für strahleninduzierte neurologische Spätfolgen und zum anderen ein erweitertes Verständnis der molekularen Mechanismen der biologischen Strahlenantwort von neuronalen Stammzellen. Dies ist besonders im Hinblick auf die steigende Anzahl diagnostischer Untersuchungen von Kleinkindern von großer gesellschaftlicher Bedeutung, aber auch notwendige diagnostische Untersuchungen an Schwangeren bedürfen einer kritischen Überprüfung. C57/BL6-Mäuse werden zu unterschiedlichen Entwicklungszeiten (embryonal und juvenil) mit niedrigen Dosen Röntgenstrahlen bestrahlt und dessen Gehirne nach unterschiedlichen Rekonvaleszenzzeiten entnommen und die DNA Schadensreparatur, Teilungsfähigkeit, Apoptoserate und Differenzierungskapazität von neuronalen Stammzellen, Astrozyten und Gliazellen untersucht. Neben den kurzzeitigen zellulären Strahleneffekten werden langfristige Folgen auf die kognitiven Fähigkeiten der bestrahlten Mäuse untersucht, unter anderem mit modernsten bildgebenden Verfahren wie fMRT.
Das wissenschaftliche Anliegen des Projektes ist es, zu einem besseren Verständnis der der Wirkung von dünn und dicht ionisierender Strahlung (d.h. Röntgenstrahlung und Teilchenstrahlen) auf die frühe pränatale Entwicklung des Menschen (Präimplantationsphase, beginnende Organbildung) beizutragen und die Abschätzung des Strahlenrisikos zu präzisieren. Derzeit basiert die Risikoabschätzung für diese frühe Phase der Schwangerschaft ausschließlich auf tierexperimentellen Daten. Im Forschungsvorhaben sollen daher humane embryonale Stammzellen als Modellsystem verwendet werden. Zunächst soll die Strahlenreaktion der pluripotenten Zellen sowie ihre Differenzierungsfähigkeit in kardiale Zelltypen untersucht werden. Neben zellbiologischen, zytogenetischen und molekularbiologischen Methoden sollen auch elektrophysiologische Messungen durchgeführt werden, um die elektrische und mechanische Funktionalität der gebildeten Kardiomyozyten zu überprüfen. Weiterhin ist geplant, die Strahlenreaktion von differenzierten Zellen (d.h. Kardiomyozyten) zu untersuchen. Das zweite wesentliche Ziel des Projektes ist es, den Nachwuchs zu fördern und so zum Kompetenzerhalt in der Strahlenforschung beizutragen.