Die Wirkungen geringer Strahlenexpositionen stellen neue Anforderungen an den Strahlenschutz. Untersuchungen haben gezeigt, dass die individuelle Empfindlichkeit gegenüber der tumorigenen Wirkung ionisierender Strahlung beträchtlich variiert. Individuelle Variabilität in der Strahlensensibilität ist meist genetisch bedingt. So zeigen Patienten mit den chromosomalen Instabilitätssyndromen Ataxia telangiectasia (A-T), Nijmegen Breakage Syndrom (NBS) und Bloom Syndrom (BS) eine starke Überempfindlichkeit gegenüber ionisierenden Strahlen sowie ausgeprägte Immundefekte, und sie entwickeln überdurchschnittlich oft Leukämien und Lymphome. Dieser Zusammenhang zwischen Strahlenüberempfindlichkeit und erhöhter Tumorinzidenz, sowie das gehäufte Auftreten von erhöhter Strahlenempfindlichkeit bei der Behandlung genetisch nicht charakterisierter Tumorpatienten legt nahe, dass innerhalb der Bevölkerungsgruppe von Tumorpatienten genetische Disposition für Strahlenüberempfindlichkeit überrepräsentiert sein kann. Erhöhte zelluläre Strahlenempfindlichkeit zeigt sich v.a. in der Störung zellulärer Reaktionen auf die ausgelösten Schäden, wie Zellzyklusarrest, DNA-Reparatur und Apoptose. Apoptose dient als wichtiger genetisch determinierter Parameter für die individuelle Strahlensensitivität. Erhöhte Empfindlichkeit kann durch vermehrte Apoptose verursacht werden, Tumorresistenzen können durch erniedrigte Apoptose bedingt sein. Verbesserte Kenntnisse im Bereich der unterschiedlichen molekularen Mechanismen strahleninduzierter Apoptose sind damit sowohl für den Strahlenschutz als auch für eine optimale Strahlentherapie von großer Bedeutung. Im vorliegenden Projekt wurde die Einleitung strahleninduzierter Apoptose mechanistisch untersucht. Da ionisierende Strahlung sowohl direkt DNA-Schäden induziert als auch reaktive Sauerstoffspezies generiert, lag ein Schwerpunkt dieser Arbeit auf der Unterscheidung und Gewichtung von DNA-Schadens-vermittelter Apoptose und Apoptose, die durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) verursacht wird. Zur Bearbeitung dieser Fragestellung wurden etablierte Zellkulturmodelle und aus Patientenmaterial gewonnene EBV-immortalisierte lymphoblastoide Zelllinien verwendet. Die Patienten-Zelllinien wurden im Rahmen einer Kooperation vom Institut für Epidemiologie (HMGU) und einem früheren BfSgefördertenProjekt (StSch4362) zur Verfügung gestellt. Sie stammen aus der LUCY (Lung Cancer in the Young)-Studie sowie aus dem Proben-Kollektiv der Kooperativen Gesundheitsforschung in der Region Augsburg (KORA). In diesen Zelllinien wurde die strahlen-induzierte Apoptose, die durch direkte Strahlenwirkung an der DNA und durch Wirkung von strahleninduzierten reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) verursacht wird mit der Etoposid-induzierten ROS-unabhängigen Apoptose verglichen. Das Ausmaß der Apoptoseinduktion wurde mit der Apoptose des primären Ausgangsmaterials verglichen und die Aktivierung von apoptose-relevanten Faktoren wurde mittels Protein-Expressionsarrays untersucht. Die ausgewählten Linien zeigten deutliche Unterschiede in ihrer Apoptoseinduktion und wurden in hoch, mittel und niedrig apoptotisch eingeteilt. Der Vergleich zwischen primären und immortalisierten Zellen zeigte, dass sich die beiden Zellsysteme deutlich voneinander unterscheiden und die EBV transformierten Zelllinien nur bedingt als Ersatz für primäre Zellen in mechanistischen Untersuchungen zur strahleninduzierten Apoptose geeignet sind. Die Analyse der Expression von Apoptose-relevanten Faktoren zeigte Veränderungen von Komponenten aus Schadens-vermittelten und aus ROS-induzierten Prozessen. Ein Vergleich der Proteinexpression zwischen hoch- und niedrig-apoptotischen Linien ergab eine veränderte Expression für die Proteine Bcl-2, FADD und XIAP. Als etablierte Zellkulturmodelle zur Untersuchung von Apoptosemechanismen wurden Epithelzellen (Hela), Keratinozyten (Scl II) und die T-Zelllinie Jurkat eingesetzt. In diesen Zellsystemen wurden apoptose-relevante Faktoren mittels RNA-Interferenz herunterreguliert. Anschließend wurde der Einfluss der modulierten Proteine auf die Apoptose bestimmt. Überraschenderweise ergab ein Vergleich von strahleninduzierter Apoptose und etoposidinduzierter Apoptose eine in etwa gleiche Identifikation von Faktoren die das Apoptoseverhalten beeinflussen. Ein Vergleich zwischen den Linien ergab, das nur Caspase-8 in allen drei Systemen einen einheitlichen Einfluss auf das Apoptoseverhalten hat. Dieses Ergebnis unterstreicht die zelltyp-spezifität von Apoptoseprozessen, gleichzeitig wird dadurch aber auch die Bedeutung von rezeptor-vermittelten Prozessen in der strahleninduzierten Apoptose hervorgehoben. Im Rahmen der Analysen an HeLa Zellen wurde auch die strahleninduzierte Lipidperoxidation untersucht. Durch den Nachweis von Malondialdehyd gelang der transiente Nachweis von strahleninduzierten Lipidperoxiden in Zellysaten und Zellkulturüberständen. Es konnte jedoch keine Korrelation zwischen Grad der Apoptoseinduktion und Lipidperoxidkonzentration gefunden werden.
Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Universitätsklinikum, Klinik für Strahlentherapie, Arbeitsgruppe Strahlen-Immunbiologie durchgeführt. In dem Verbundprojekt GREWIS werden die genetische und die entzündungshemmende Wirkung von dicht ionisierender Strahlung, insbesondere von Radon untersucht. Neben Röntgen- und Alpha-Bestrahlung sowie Experimenten mit Ionen-Strahlen sollen Zellkulturen und Mäuse in einer Radon-Kammer exponiert werden, da die Radon-Exposition im Bereich des Strahlenschutzes wie in der Therapie entzündlicher Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Der Fokus des Teilprojektes G liegt auf der Analyse von immunologischen Gefahrensignalen und der Modulation der Entzündung in präklinischen Modellen und in Patienten mit entzündlichen Erkrankungen nach Therapie mit niedrigen Dosen von Röntgenstrahlung oder Radon. Ein Hauptziel ist der Vergleich des spezifischen Immunstatus von Patienten, welche mit Niedrigdosis-Strahlentherapie behandelt wurden mit solchen, welche in Radonbädern oder -stollen á-Strahlung exponiert wurden. Mittels Mehrfarbendurchflusszytometrie werden Immunzell(sub)populationen und deren Aktivierungsstatus im peripheren Blut der Patienten vor, während und nach der Exposition analysiert. Des Weiteren werden Monozyten des peripheren Blutes der Patienten ex vivo zu Makrophagen differenziert und deren funktionellen Aktivität (Phagozytose, Zytokinfreisetzungen, Vitalität) nach Exposition mit niedrig dosierter Strahlung unterschiedlicher Qualität bestimmt und verglichen. Das zweite Hauptziel ist die Aufdeckung der zellulären und molekularen Mechanismen, welche zur Verbesserung des Krankheitsverlaufes der chronischen Polyarthritis nach Exposition mit Röntgenstrahlung oder Radon führen. Hierfür werden hTNF-á transgene Mäusen, welche den humanen Tumornekrosefaktor-á (hTNF-á) exprimieren und somit eine chronische Polyarthritis entwickeln, verwendet. Ein Fokus der Tiermodelle ist ebenfalls die Analyse von immunmodulierenden Gefahrensignalen und Untersuchungen von Inflammationsgewebe, Osteoklasteninfiltration und Knorpeldestruktion in den Gelenken der Mäuse. Im Zell- und Tiermodellen wird somit die entzündungshemmende Wirkung von Radon und Niedrigdosis-Strahlentherapie mit molekularbiologischen Mitteln untersucht und mit Therapiedaten verglichen. GREWIS verfolgt einen neuen Ansatz: wissenschaftliche Techniken und Kenntnisse verschiedener Institute, auch von Fachleuten die bis jetzt keine klassische Strahlenbiologie betreiben, zusammen zu bringen und zu verschränken. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden durch gemeinsame Forschungsseminare an der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und an den beteiligten Universitäten begleitet. Die interaktive Forschungsarbeit wird zu einem besseren Verständnis der Wirkung von Radon beitragen und die Auseinandersetzung von jungen Wissenschaftlern mit den vielseitigen Aspekten der Radonproblematik im Speziellen und der Niedrigdosisstrahlenexposition im Allgemeinen fördern.
Das Projekt "Vergleich von allergischen Symptomdaten aus einer Pollen-App mit Konzentrationen luftgetragener allergener Pollen aus 2014 in Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Charite, Universitätsmedizin durchgeführt.
Das Projekt "Untersuchung der gesundheitlichen Bedeutung von allergenen Organismen, die sich durch den Klimawandel in Deutschland verstärkt ausbreiten; Aufbau eines Erfassungs- und Frühwarnsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Uniklinik, Forschungszentrum für Elektro-Magnetische Umweltverträglichkeit, Institut für Hygiene und Umweltmedizin durchgeführt. Mit der Veränderung des Klimas steigt in Deutschland die Wahrscheinlichkeit für die weitere Ausbreitung bzw. das Neuauftreten Wärme liebender Organismen mit unmittelbarem auch nicht-infektiösem Gefährdungspotential für die menschliche Gesundheit. So können solche Organismen zum Teil schwere allergische und anaphylaktische Reaktionen der Haut und Atemwege mit möglicherweise tödlichem Ausgang hervorrufen. In der durch die Bundesregierung 2008 verabschiedeten Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) stellt der Bereich Gesundheit ein Schwerpunktthema dar. Bislang sind Kenntnisse über klimawandelbedingte Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen im Allgemeinen und auf das Allergiepotential/ die Allergierisiken im Besonderen jedoch nur eingeschränkt vorhanden. Das vorliegende UFOPLAN-Vorhaben soll einen Beitrag zur Schließung dieser Wissenslücken leisten und damit zur Entwicklung gesundheitsrelevanter Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel in Deutschland beitragen. Es wird darüber hinaus neuer Input für die internationalen politischen Prozesse zu Umwelt, Klimawandel und Gesundheit erwartet, u.a. für die Weltgesundheitsorganisation und die Europäische Kommission. Konkret soll das medizinische Gefährdungspotential neuer Pollen-Allergene besser eingeschätzt werden können. Dafür sollen die Sensibilisierungsraten gegen in Deutschland neu auftretende und in Deutschland zu erwartende neue Pollen-Allergene in Patienten mit für Inhalationsallergene typischen Beschwerden anhand verschiedener Methoden untersucht und im Zusammenhang mit den Anamnese- und Expositionsdaten diskutiert werden. Für zukünftige Untersuchungen soll eine Patientenprobenbank angelegt werden.
Das Projekt "Immuntoxizitaet von Fremdstoffen bzw. ihren Metaboliten beim Menschen: Zellulaere und genetische Aspekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Medizinisches Institut für Umwelthygiene durchgeführt. In diesem Projekt sollten durch Arzneimittel und Umweltfremdstoffe bzw. deren Metabolite ausgeloeste Stoerungen des Immunsystems untersucht werden. Zwei sich ergaenzende Teilbereiche sind vorgesehen: Im ersten Teil wird bei Patienten mit bekannter Exposition der Einfluss von Fremdstoffen auf die Funktion immunkompetenter Zellen untersucht. Besonderes Interesse gilt den T-Lymphozyten, wegen ihrer zentralen Rolle bei Allergien und Autoimmunkrankheiten sowie den Phagozyten, die Fremdstoffe zu reaktiven Substanzen metabolisieren koennen. Im zweiten Projektteil soll bei Patienten mit Arzneimittelallergie bzw. Autoimmunkrankheiten untersucht werden, ob die individuelle Acetylierungskapazitaet unerwuenschte Immunreaktionen beeinflusst. Bei Patienten mit langsamen Acetyliererstatus koennten die Fremdstoffe ueber konkurrierende Enzyme zu immunogenen Substanzen metabolisiert werden und Immunkrankheiten verursachen.
Das Projekt "Klimawandel und neue gesundheitliche Risiken: Aufklärung des gesundheitlichen Gefährdungspotentials des Eichenprozessionsspinners: Expositions- und Wirkungsabschätzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Medizinische Universität Wien - Universitätsklinik für Dermatologie durchgeführt. Durch die Klimaerwärmung können sich in Deutschland bestimmte Schadorganismen wie der Eichenprozessionsspinner (EPS) besser vermehren und ausbreiten. Der EPS hat gesundheitliches Gefährdungspotential für unterschiedlich starke Überempfindlichkeitsreaktionen (z.B. allergische Reaktionen verschiedener Schweregrade) und breitet sich mit Vorliebe in dicht besiedelten Gebieten aus. Er stellt somit ein signifikantes Gesundheitsproblem für die Bevölkerung dar. Über die Auswirkungen des Auftretens des Eichenprozessionsspinners für die Gesundheit der Bevölkerung ist wenig bekannt. In diesem Projekt soll in drei Schritten mehr Aufklärung über die Gefährdung durch diesen Eichenschädling für den Menschen erhalten werden. 1. Erarbeitung eines geeigneten Verfahren zum Nachweis der EPS-Brennhaare. Dieses wird für die Gefährdungsabschätzung benötigt, auch um gesundheitliche Symptome wie Juckreiz, Rötungen, Quaddeln, Bläschen (Pappeln) (Raupendermatitis und/oder Augenbindehautentzündung) erfolgreich einordnen und behandeln zu können (Expositions-Wirkungsabschätzung). 2. Die Wirkungen auf die Gesundheit sollen in einer zeitlich expositionsnahen dermatologischen Untersuchung (die die Ausbreitung der Hautschäden an der gesamten Haut und den Schleimhäuten unter Berücksichtigung des allergologischen Status erfasst) bei Personen überprüft werden, die häufig mit EPS im Rahmen ihrer beruflichen Tätigkeit in Kontakt kommen. Begleitend dazu sollten solche Personen einen Beschwerde-Fragebogen erhalten. 3. Die Schlussfolgerungen sollen zur Überprüfung von veröffentlichten Informationen dienen und die Grundlage für fundierte Handlungsanweisungen z.B. im Internet für Ärzte und betroffene Bürger darstellen.