Das Projekt "Schadwirkung von Phenolen auf das Wachstum von Algen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. In einem Algenzucht-Thermostat wurde der Einfluss von Phenolen auf das Wachstum von Scenedesmus obliquus untersucht. Die natuerlichen Phenole p-Hydroxybenzoesaeure, Protocatechursaeure und Gallussaeure hatten unter 100 mg/l keine, darueber nur eine geringe Wachstumshemmung zur Folge, wenn die Kulturen auf einen pH von 6,5 eingestellt wurden. Die synthetischen Verbindungen jedoch wirkten mit einer mittleren Toxizitaetsgrenze (LD50) von 27,5 mg/l fuer o-Chlorphenol, 7,8 mg/l fuer 2,4-Dichlorphenol und 1,1 mg/l fuer 2,4,5-Trichlorphenol sehr stark toxisch. Ungewoehnlich hohe Anfangswachstumsraten bei einigen mit o-Chlorphenol behandelten Kulturen deuten darauf hin, dass die Zellen der zweiten Generation staerker gehemmt werden als ihre Mutterzellen. Zur Zeit werden Untersuchungen ueber den Einfluss verschiedener Kulturbedingungen auf die Toxizitaet von Phenolen durchgefuehrt. Geplant bzw. in Vorbereitung ist weiterhin die Aufnahme von Versuchen mit Algenmischkulturen.
Das Projekt "Weiterentwicklung eines Verfahrens zur Analyse nichtfluechtiger organischer Stoffe in Wasser mittels LC-OCD" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DOC-Labor Dr. Huber durchgeführt.
Das Projekt "Entwicklung von Ersatzmethoden fuer den akuten Fischtest" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Jaehrlich werden in der BRD hunderttausende Fische zur Ermittlung der akuten Toxizitaet von Chemikalien und Abwaessern eingesetzt und getoetet. Diese Versuche sind fuer die Fische mit erheblichen Leiden verbunden. Das Ziel dieser Tests ist die Bestimmung der mittleren letalen Konzentration (LC 50) oder einer Abwasserverduennungsstufe (G). Von verschiedenen Forschungseinrichtungen wird deshalb nach Ersatzmethoden gesucht, um akute Fischtests durch alternative Methoden zu ersetzen. Im Zuge der Bemuehungen wurden Fischzellkulturtests entwickelt. Diese Zellkulturtests besitzen jedoch den Nachteil einer mangelhaften Uebertragbarkeit der erzielten Ergebnisse (Lange et al 1995). Zellkulturen repraesentieren nur einen Zelltyp mit seinen metabolischen und physiologischen Leistungen. In Toxizitaetstests reagieren Zellkulturen oftmals sehr unempfindlich auf eine Exposition. Im Forschungsverbund mit dem Zoologischen Institut der Universitaet Mainz und dem Fraunhofer-Institut fuer Oekotoxikologie und Umweltchemie Schmallenberg entwickelte die Abteilung Fischzucht und Fischpathologie des IGB einen Fischeitest, der geeignet erscheint, den akuten Fischtest nach dem Chemikaliengesetz zu ersetzen und dem groessere oekotoxikologische Relevanz als den akuten Toxizitaetsstudien zukommt. Fischpopulationen werden durch die Beeinflussung der Reproduktion geschaedigt. Dies erfolgt von der Anlage der Gameten ueber die Eiablage bis hin zur Beeintraechtigung des Nachwuchses. In aquatischen Oekosystemen werden insbesondere die empfindlichen Lebensstadien von Fischen (Embryonen und Larven) durch biotische, abiotische und anthropogene Stressoren beeinflusst. Der Ueberlebensaussicht von Laich und Brut kommt grosse Relevanz fuer die Vitalitaet und die Struktur der Fischpopulation zu. Die Empfindlichkeit von Probanden gegenueber Chemikalienbelastung in oekotoxikologischen Studien ist ua von dem untersuchten Organismus abhaengig. Ergebnisse aus Toxikologietests mit einer Art sind nicht ohne Einschraenkungen auf andere Spezies uebertragbar. Da es jedoch unmoeglich ist, alle Arten eines Oekosystems in die Stoffbeurteilung einzubeziehen, werden Modellorganismen eingesetzt. Diese muessen aus Gruenden der Praktikabilitaet und einer moeglichst hohen Vergleichbarkeit der gewonnenen Ergebnisse folgenden Kriterien entsprechen: ganzjaehrige Verfuegbarkeit, geringe circadiane Rhythmik, kurzer Generationszyklus, hohe Reproduktionsrate, einfache Haltung und Aufzucht unter Laborbedingungen, gute Beobachtbarkeit und schnelle Entwicklung. Innerhalb aquatischer Oekosysteme werden neben Vertretern anderer Staemme (Arthropoden, Mollusken, Anneliden) bevorzugt Teleosteerarten untersucht. Die oben aufgefuehrten Kriterien zur Auswahl eines Modellorganismus werden nur von wenigen Fischarten erfuellt. Der Zebrabaerbling (Brachydanio rerio Hamilton-Buchanan) vereint alle aufgezeigten Eigenschaften und wurde deshalb fuer die Untersuchungen ausgewaehlt. Die Art wird desweiteren zunehmend in ...
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung neuer Verfahren zur Bestimmung und Identifizierung von Zeigersubstanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Chemie durchgeführt. Optimierung und Weiterentwicklung der analyischen Methoden zur Identifizierung von Zeigersubstanzen und Ermittlung von Baseline-Daten durch Analytik von isogenen Pflanzen. Vereinfachung des Analysenschemas durch Anpassung der Analyse der transgenen Pflanzen an die identifizierten Zeigersubstanzen und deren festgelegte kritische Konzentrationen. Anaylse von Nicht-GVP (Kartoffel zur Ermittlung der natürlichen Varianz der Inhaltsstoffe mit Hilfe von Kopplungsmethoden (LC/MS, GC/MS, NMR) und daraus Identifizierung von relevanten Zeigersubstanzen an Hand bekannter Schwankungsbreite in den Sorten. Bestimmung von Schwellenwerten, um kritische Konzentrationen der Zeigersubstanzen zu markieren und Übertragung auf transgenes Pflanzenmaterial. Synthese von Referenzmaterialien. Die Methoden werden in enger Abstimmung mit dem Verbundpartner entwickelt und vor Ort für Reihenuntersuchungen etabliert. Durch Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften und Präsentation auf Messen und Tagungen werden sie der Öffentlichkeit vorgestellt, um den Stand der Technik zu definieren.
Das Projekt "Einfluss von Schwerionenstrahlung auf Initiation und Promotion der Tumorbildung im Testsystem Xiphophorus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Genetik durchgeführt. Bei Xiphophorus haben wir Teststaemme entwickelt, die zwischen Initiation und Promotion der Tumorbildung unterscheiden koennen (A. Anders et al. Bull. Cancer 78:415-433, 1991). Wir wollen jetzt pruefen, ob - wie zu vermuten - Schwerionen das erscheinen genetisch vorprogrammierter Melanome, Fibrosarkome und Karzinome provozieren koennen, und ob sie dies in ihrer Eigenschaft als Initiatoren (wie Roentgenstrahlen), oder als Promotoren (wie UV) tun. Ausgehend von der LD50 soll die Dosis, die die jeweils geringsten morphologischen und physiologischen Vitalitaets- und Viabilitaetsminderungen und zugleich die jeweils hoechsten Tumorraten bei geringer Expression zeigen, ermittelt werden. Durch Expressionsstudien an Entwicklungsdeterminanten wie Onkogenen und Suppressorgenen erhoffen wir molekularbiologische Einsichten in die zu erwartenden schwerionenabhaengigen entwicklungsbiologischen Einfluesse.
Das Projekt "Verbesserung eines Verfahrens zur Vorhersage der akuten Toxizitaet (LD50) mit der Zytotoxizitaet (IC50X) auf der Basis ausgewaehlter physikalisch-chemischer Stoffeigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Forschungsinstitut für molekulare Pharmakologie durchgeführt. Durch Verbesserung der Vorhersage der LD50 fuer Ratte/Maus sollen Tierversuche zur Pruefung der akuten Toxizitaet reduziert werden. Grundlage dafuer sind die durch Zytotoxizitaetstestungen an Mammalier-Zellkulturen gewonnenen und in einem Register der Zytotoxizitaet erfassten Daten der Zytotoxizitaet als mittlere IC50-Werte (IC50X) von unterschiedlichen Substanzen. Ziel des Projektes ist die staendige Ergaenzung des Registers und die Zuordnung von Werten ausgewaehlter physikalisch-chemischer Parameter zu den entsprechenden IC50X-Werten. Durch einen Algorithmus mit der IC50X soll die biostatistisch gesicherte Beziehung zur LD50 verbessert werden. Damit koennte ein bekanntes Verfahren so weit entwickelt werden, dass mit einer allgemeingueltigen Standardregressionsgeraden der Dosisbereich fuer die orale und intravenoese LD50 praeziser als bisher vorhergesagt werden kann.
Das Projekt "Ableitung der ökotoxikologischen Stoffgefährlichkeit ro für Oberflächenwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für wassergefährdende Stoffe (IWS) e.V. durchgeführt. Fuer 80 Stoffe und Stoffgruppen wurden ro-Werte abgeleitet. Diese Werte dienen der Ermittlung des Gefaehrdungspotential im Baden-Wuerttemberg-Altlasten-Bewertungsmodell und somit einer Prioritaetensetzung bei der Sanierung von Altlasten. Die ro-Werte wurden anhand von Daten zur akuten und chronischen Toxizitaet fuer Fisch, Daphnie und Alge zu einem integrierten Wert fuer das Kompartiment Oberflaechengewaesser zusammengefuehrt. Der Ableitungsmodus fuer die ro-Werte und die Toxizitaetsdaten sind dem Bericht beigefuegt.
Das Projekt "Entwicklung eines In-vitro-Testprinzips für die Aktivitätsbestimmung von Botulinumtoxinen zum Ersatz von Tierversuchen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Paul-Ehrlich-Institut, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel, Abteilung Veterinärmedizin durchgeführt. Die gesetzlich vorgeschriebene Wirksamkeitsbestimmung der als Arzneimittel und Kosmetika hergestellten Botulinum-Neurotoxine BoNT/A und BoNT/B mittels LD50-Test erfordert jährlich über 600.000 Mäuse. Dieser qualvolle Tierversuch soll ersetzt werden. Wir wollen Assays entwickeln, die den Wirkmechanismus der Toxine (Bindung an Neuronen - Translokation in die Zelle - Spaltung neuronaler Proteine) in vitro abbilden. Botulinum-Neurotoxine wirken nach demselben Prinzip wie das Tetanus-Neurotoxin (TeNT). Wir haben bereits eine In-Vitro-Methode zur Bestimmung von TeNT entwickelt, die aktives Toxin anhand seiner Bindungsfähigkeit und Proteaseaktivität nachweist. Diese Strategie soll nun auf BoNT/A und BoNT/B übertragen werden und als Alternativtest dienen. Hierzu müssen zunächst die in dem Test verwendeten Bindungs- und Substratmoleküle an die Rezeptor- und Proteasespezifitäten der jeweiligen Botulinumtoxine angepasst und die Testbedingungen für jedes Toxin umfassend optimiert werden. Danach soll die Transferierbarkeit der Methode in andere Labore geprüft und ein Vergleich mit dem Tierversuch durchgeführt werden. Schließlich soll zur Validierung der Methode ein europäischer Ringversuch initiiert werden. Nach der Validierung wird eine Aufnahme der Methode in das Europäische Arzneibuch angestrebt, um eine breite Anwendung anstelle der LD50-Tests zu erreichen. Zudem soll geprüft werden, ob sich die Methode auch für weitergehende Anwendungen (z.B. Prüfung von Botulismusimpfstoffen) eignet.
Das Projekt "Entwicklung eines BoNT Wirksamkeits-Assays an humanen synaptischen Netzwerken als Alternativmethode zum LD50 Maus Test mittels iPSC-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Neuro- und Sinnesphysiologie durchgeführt. Durch Reprogrammierung erzeugte humane induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) eröffnen neue Möglichkeiten der Entwicklung und Anwendung von in vitro differenzierten Zellkultursystemen. In diesem Projekt wird eine auf der iPSC-Technologie basierende Alternativ-Methode zum LD50-Maustest für die vorgeschriebene Wirksamkeitsprüfung von Botulinumneurotoxin (BoNT) Präparaten entwickelt. In vitro differenzierte menschliche Nervenzellen bilden die Grundlage für einen hochsensitiven und zuverlässigen Assay, der ein möglichst vollständiges replacement des LD50-Maustests ermöglichen soll. Die Kultivierung von aus humanen iPSC differenzierten Neuronen auf multi-electrode-arrays (MEAs) ermöglicht eine kontinuierliche elektrophysiologische Registrierung spontaner synaptischer Netzwerkaktivität. Nach einer pharmakologischen Charakterisierung wird durch Reduktion der extrazellulären Ca2+ Konzentration eine zur BoNT Wirkung vergleichbare Inhibition der synaptischen Funktion erzeugt, um die Sensitivität des Zellsystems zu testen. Mit diesem System werden dann die experimentellen Bedingungen für BoNT Dosis-Wirkungs-Kurven an funktionellen menschlichen Synapsen ermittelt. In einem zweiten Schritt werden die Ergebnisse aus dem MEA System auf ein Ca2+-Imaging-System mit wesentlich einfacherer Datenanalyse übertragen. Mit der Erstellung von BoNT Dosis-Wirkungs-Kurven mittels Ca2+-Imaging wird dann ein neues Alternativ-Verfahren zur Prüfung der BoNT Potenz in einem humanen System etabliert.
Das Projekt "Rodentizide Wirkung des Warfarins als Schaedlingsbekaempfungsmittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Das Anticoagulans Warfarin wird weltweit als Ratten- und Maeusevernichtungsmittel eingesetzt, jedoch ohne ausreichende Wirkung gegen Maeuse. Zielsetzung der Untersuchung: Bestimmung der Prothrombinzeit, LD50, Einfluss von Vit. K., Plasmabindung des Warfarins, desgleichen Albuminbildung, Pharmakokinetik bei Maeusen; Beeeinflussung des Warfarinstoffwechsels durch andere Substanzen, um so eine staerkere Wirksamkeit zu erzielen.
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