Das Projekt "Biologische und chemisch-analytische Charakterisierung des allergenen Potentials von Terpenen, Terpenmetaboliten und Terpenoxidationsprodukten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Uniklinik, Lehrstuhl für Dermatologie und Venerologie durchgeführt. Die zunehmende Verwendung von Monoterpenen wie vor allem d-Limonen, a-, b-Pinen, 3-Caren und a-Terpinen in Produkten aus dem Bereich der Körperpflege, terpenhaltigen Medikamenten, sowie der vermehrte Einsatz von terpenhaltigen Naturstoffen als Baumaterialien in Innenräumen bildet möglicherweise eine wesentliche Ursache für das steigende Auftreten der entsprechenden Sensibilisierungen. Zwischen 1995 und 1999 stieg die Anzahl der sensibilisierten Patienten von 0,5 auf 2,9 Prozent. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind wenig verstanden. In diesem Forschungsvorhaben sollen vergleichende in vitro und in vivo Untersuchungen Ansätze zur Klärung dieses sozialmedizinisch bedeutsamen Problems liefern. Exemplarisch sollen hierzu die Terpene, a-Terpene, d-Limonen und 3-Caren auf ihr allergenes Potential für Blutleukozyten bzw. T-Lymphozyten der Haut auf polyklonaler und monoklonaler Ebene analysiert werden. Daneben soll die transiente Genexpression durch die Substanzen in Antigen-präsentierenden Zellen ermittelt werden und gleichzeitig die dafür relevanten Metabolite und Oxidationsprodukte identifiziert werden. Dabei soll geklärt werden, welchen Anteil einzelne Metabolite und Oxidationsprodukte bzw. Kombinationseffekte im Vergleich zu den Ausgangssubstanzen an den in vivo Befunden haben. Diese Untersuchungen werden grundlegende Hinweise zum Wirkmechanismus der Substanzen liefern und dadurch Ansätze für die Bewertung der gesundheitlichen Auswirkungen von Monoterpenexpositionen in umweltrelevanten Konzentrationen bieten.
Das Projekt "Charakterisierung bioenergetischer Prozesse in mononukleären Leukozyten hochleistender Milchkühe mit positiver und negativer Energiebilanz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Institut für Agrarwissenschaften durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Quantifizierung bioenergetischer Prozesse während der Aktivierung mononukleärer Leukozyten aus dem peripheren Blut (PBMC) und deren Beziehung zum Energiestatus des Tieres und zu den immunoregulatorischen Blutparametern bei Hochleistungskühen in der peripartalen Phase von -8 bis +12 Wochen relativ zur Kalbung. Normale und überkonditionierte Kühe werden verglichen, letztere sind durch eine ausgeprägtere negative Energiebilanz gekennzeichnet und haben ein höheres Risiko für Infektionskrankheiten. Zur Charakterisierung der bioenergetischen Prozesse des PBMC Stoffwechsels werden die Zellrespiration und Zelladhäsion und der Beitrag und die Hierarchie verschiedener funktionaler Komponenten (Ionentransport, Makromolekülsynthese) quantifiziert. Die Messung der Tierrespiration mittels indirekter Kalorimetrie während ad libitum und restriktiver Fütterung dient der Berechnung des gesamten Energieumsatzes, des Ruheumsatzes und der Energiebilanz. Es wird erwartet, dass Unterschiede in den bioenergetischen Prozessen des PBMC Stoffwechsels zwischen den Tiergruppen im Zusammenhang stehen mit Unterschieden in der Energiebilanz und im Energieumsatz. In diesem Projekt werden klassische Methode mit neuen innovativen Ansätzen auf der in vivo und in vitro Ebene kombiniert. Die Ergebnisse dieses systemischen Ansatzes zum Zusammenhang des Energieumsatzes der Immunzelle und des Tieres sind von allgemeiner Relevanz für die Grundlagenforschung und potentiell auch für die angewandte (landwirtschaftliche) Forschung von Interesse.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Klinikum rechts der Isar, Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radiologische Onkologie durchgeführt. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die Wirkung niedriger, mittlerer und hoher Dosen ionisierender Strahlung in einem Bereich zwischen 0,2 Gy und 16 Gy auf mikrovaskuläre Endothelzellen (mECs) gewonnen aus unterschiedlichen Normalgeweben zu studieren. Im Besonderen sollen die Interaktionen zwischen mikrovaskulären ECs und Immuneffektorzellen in vitro und im Mausmodell untersucht werden. Wir werden uns auf Herz, Subkutis, Leber (Sievert et al. 2014; Hildebrandt et al. 1998) und die Lunge als Hochrisiko-Organe konzentrieren. Aufklärung der funktionellen und phänotypischen Änderungen von pathogener Relevanz in mikrovaskulären Endothelzellen (mECs) isoliert aus Herz, Haut, Leber und Lunge (Sievert et al. 2014). Interaktion von mECs (nicht bestrahlt und bestrahlt) mit Subpopulationen von Leukozyten. Erfassung der histologischen und immunhistologischen Änderungen von nicht bestrahlten und mit niedrigen Dosen bestrahlten mECs. Vergleichende Proteom- und Transkriptom-Anlalyse von mECs aus nicht bestrahlten Geweben. Integrierung der Daten zu einem Modell über den biologischen Mechanismus der strahleninduzierten Pathogenese (Azimzadeh et al. 2015).
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München, Institut für Strahlenbiologie durchgeführt. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die Wirkung niedriger, mittlerer und hoher Dosen ionisierender Strahlung in einem Bereich zwischen 0,2 Gy und 16 Gy auf mikrovaskuläre Endothelzellen (ECs) gewonnen aus unterschiedlichen Normalgeweben zu studieren. Im Besonderen sollen die Interaktionen zwischen mikrovaskulären ECs und Immuneffektorzellen in vitro und im Mausmodell untersucht werden. Wir werden uns auf Herz, Subkutis, Leber (Hildebrandt et al. 1998) und die Lunge als Hochrisiko-Organe konzentrieren. Aufklärung der funktionellen und phänotypischen Änderungen von pathogener Relevanz in mikrovaskulären Endothelzellen (mECs) isoliert aus Herz, Haut, Leber und Lunge. Interaktion von mECs (nicht bestrahlt und bestrahlt) mit Subpopulationen von Leukozyten. Erfassung der histologischen und immunhistologischen Änderungen von nicht bestrahlten und mit niedrigen Dosen bestrahlten mECs. Vergleichende Proteom- und Transkriptom-Analyse von ECs aus nicht bestrahlten Geweben. Integrierung der Daten zu einem Modell über den biologischen Mechanismus der strahleninduzierten Pathogenese.
Das Projekt "Entwicklung von Guidelines zur (immun)toxikologischen Charakterisierung von medizinischen Nanopartikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Universitätsklinikum Erlangen, Hals-Nasen-Ohren-Klinik, Kopf- und Halschirurgie, Sektion für Experimentelle Onkologie und Nanomedizin (SEON) durchgeführt. Vorhabenziel: Um die Translation von medizinischen Nanopartikeln vom Tiermodell in die Patientenbehandlung erreichen zu können, müssen diese umfassend toxikologisch analysiert werden. Da medizinische Nanopartikel häufig ins Blutsystem appliziert werden, müssen vor allem die Reaktionen mit Leukozyten, die die Immunreaktionen des Körpers vermitteln, analysiert werden. Bislang gibt es in Europa im Gegensatz zu den USA keine verbindlichen Richtlinien für diesbezügliche immunotoxikologische Testungen. Die bilaterale Zusammenarbeit mit dem Referenzzentrum der USA, dem 'Nanotechnology Characterization Laboratory' (NCL), bietet uns nun die einmalige Gelegenheit, die komplexen Textsysteme und Assaykaskaden des NCL kennenzulernen und auch in Deutschland zu etablieren. Ziel ist die Entwicklung von standardisierten Guidelines (SOPs) am Beispiel des NCL im Sinne der pränormativen Forschung. Arbeitsplanung: Zur Initialisierung der gemeinsamen Arbeiten soll 2014 ein bilateraler Workshop im NCL stattfinden, um einen Wissenstransfer zwischen den Partnern anzuregen. 2015 ist ein dreimonatiger Gastaufenthalt im NCL geplant, um den Workflow des NCL zu erlernen. Schließlich soll anhand von SPION als Testpartikelsystem die Assaykaskade des NCL durchlaufen werden mit dem Ziel der Etablierung und Formulierung eigener standardisierter immuntoxikologischer Testprotokolle und der Erstellung von Risikoprofilen. Ende 2015 ist ein weiteres Treffen in Erlangen zur Veröffentlichung der Ergebnisse geplant.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Anatomie durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, ein Prüfsystem für neue 'Biologicals' zu schaffen. Dieses Prüfsystem kann den prädiktiven Wert insbesondere von Affenexperimenten für die Zulassung von 'first-in-human' Phase I-Studien vor Versuchsbeginn bestimmen. Darüber hinaus kann dieses System auch für die bislang meist in Mäusen durchgeführte immunologische Grundlagenforschung eingesetzt werden, um nicht von Speziesunterschieden verfälschte Konzepte für das humane Immunsystem zu entwickeln. Schließlich können sich Hinweise für prinzipielle Wirkunterschiede bestimmter Antikörpersubklassen im Primaten versus Menschen ergeben, so dass es wenig Sinn macht, solche Pharmaka zukünftig überhaupt in Affen zu testen. Der methodische Ansatz ist dabei so gewählt, dass durch die Kombination der Methoden (Live-Imaging, Zellisolation aus Schnittkulturen, MACS, FACS, ELISA, Gen-Array) völlig neue, im Tierexperiment nicht durchführbare Analysen möglich werden. Humane Tonsillenkulturen werden zunächst TGN1412, dann mit weiteren mAbs behandelt und die Effekte mittels ELISA anhand der Überstände, die sequentiell über mehrere Tage aus derselben Kultur gewonnen werden, analysiert. Als Kontrollsubstanz kommt das klinisch schon eingesetzte Muronomab zum Einsatz. Zusätzlich werden durchflußzytometrische Veränderungen der Expression von Oberflächenproteinen auf verschiedenen Leukozytenpopulationen dargestellt. Durch Arrays, von aus der Schnittkultur isolierten Zellen, werden Expressionveränderungen von Kandidatengenen untersucht, aber auch unerwartete Gene erfaßt, die dann alle durch qPCR validiert werden. Die Verwertung der angestrebten Innovation liegt in der Grundlagenforschung und Zulassung für die klinische Prüfung von Pharmaka. Aufgrund unserer bisherigen Erfahrung können wir davon ausgehen, dass sich unsere Methode wegen der dem Tierexperiment weit überlegenen Analysemöglichkeiten nach entsprechenden Publikationen verbreiten wird. Nach der Validierungsphase möchten wir die Methode gezielt verbreiten
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TWINCORE Zentrum für Experimentelle und Klinische Infektionsforschung GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, ein Prüfsystem für neue 'Biologicals' zu schaffen. Dieses Prüfsystem kann den prädiktiven Wert insbesondere von Affenexperimenten für die Zulassung von 'first-in-human' Phase I-Studien vor Versuchsbeginn bestimmen. Darüber hinaus kann dieses System auch für die bislang meist in Mäusen durchgeführte immunologische Grundlagenforschung eingesetzt werden, um nicht von Speziesunterschieden verfälschte Konzepte für das humane Immunsystem zu entwickeln. Schließlich können sich Hinweise für prinzipielle Wirkunterschiede bestimmter Antikörpersubklassen im Primaten versus Menschen ergeben, so dass es wenig Sinn macht, solche Pharmaka zukünftig überhaupt in Affen zu testen. Der methodische Ansatz ist dabei so gewählt, dass durch die Kombination der Methoden (Live-Imaging, Zellisolation aus Schnittkulturen, MACS, FACS, ELISA, Gene Array) völlig neue, im Tierexperiment nicht durchführbare Analysen möglich werden. Humane Tonsillenkulturen werden zunächst TGN1412, dann mit weiteren mAbs behandelt und die Effekte mittels ELISA anhand der Überstände, die sequentiell über mehrere Tage aus derselben Kultur gewonnen werden, analysiert. Als Kontrollsubstanz kommt das klinisch schon eingesetzte Muronomab zum Einsatz. Zusätzlich werden durchflusszytometrische Veränderungen der Expression von Oberflächenproteinen auf verschiedenen Leukozytenpopulationen dargestellt. Durch Arrays, von aus der Schnittkultur isolierten Zellen, werden Expressionsveränderungen von Kandidatengenen untersucht, aber auch unerwartete Gene erfasst, die dann alle durch qPCR validiert werden. Die Verwertung der angestrebten Innovation liegt in der Grundlagenforschung und Zulassung für die klinische Prüfung von Pharmaka. Aufgrund unserer bisherigen Erfahrung können wir davon ausgehen, dass sich unsere Methode wegen der dem Tierexperiment weit überlegenen Analysemöglichkeiten nach entsprechenden Publikationen verbreiten wird. Nach der Validierungsphase möchten wir die Methode verbreiten.
Das Projekt "Tumor-induzierte Angiogenese in Tumor-Stammzell Konfrontationskulturen: Die Bedeutung von Leukozyten und eines pro-inflammatorischen Tumor-Mikromilieus für die Tumor-Angiogenese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Physiologisches Institut durchgeführt.
Das Projekt "Einfluss von UVB-Strahlung auf das Gefaessbett der Haut und daraus resultierende Wirkung auf die zellulaere Immunabwehr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Dermatologische Klinik und Poliklinik durchgeführt. Zur Beurteilung von UVB-Belastung und Schutzmassnahmen der Haut wird seit Jahrzehnten die minimale Erythemdosis (MED), d.h. eine sichtbare Hautroetung herangezogen, die jedoch keinerlei funktionellen Zusammenhang mit UVB-induzierter Krebserzeugung oder Stoerung des Immunsystems aufweist. Es sollen daher erstmals direkte Messungen der UV-Penetration an vitaler menschlicher Haut durchgefuehrt werden und unmittelbar mit der gleichzeitig zu bestimmenden MED verglichen werden. Damit kann die UV-Dosis, die tatsaechlich bis zu den Blutgefaessen der Haut vordringt genau bestimmt werden, waehrend sie bislang nur indirekt geschaetzt werden konnte. Unter Einsatz dieser UV-Dosis sind funktionelle Untersuchungen geplant, die Aufschluss ueber UVB-induzierte Veraenderungen des Immunsystems geben koennen. Dabei spielt die Interaktion der weissen Blutkoerperchen (Leukozyten) mit den Zellen, die die Blutgefaesse der Haut auskleiden (mikrovaskulaere Endothelzellen) eine entscheidende Rolle. Hier konnte bereits durch Vorarbeiten in vitro gezeigt werden, dass UV-bestrahlte Endothelzellen in der Lage sind, das Anhaften von Leukozyten gezielt zu steuern. Von den Untersuchungen ist nicht nur ein genaueres Verstaendnis zellulaerer Immunvorgaenge unter UVB-Bestrahlung zu erwarten, sondern namentlich auch eine direkte funktionelle Abschaetzung der UV-Belastung (Penetration) sowie eine direkte Ueberpruefung wirkungsvoller Sonnenschutzmassnahmen.
Das Projekt "Chemische und biologische Untersuchungen zum allergenen Potential von Terpenen, Terpenmetaboliten und Terpenoxidationsprodukten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Hygiene und Umweltmedizin durchgeführt. Die zunehmende Verwendung von Monoterpenen wie vor allem d-Limonen, -, -Pinen, 3-Caren und -Terpinen in Produkten aus dem Bereich der Körperpflege, terpenhaltigen Medikamenten, sowie der vermehrte Einsatz von terpenhaltigen Naturstoffen als Baumaterialien in Innenräumen bildet möglicherweise eine wesentliche Ursache für das steigende Auftreten der entsprechenden Sensibilisierungen. Zwischen 1995 und 1999 stieg die Anzahl der sensibilisierten Patienten von 0,5 auf 2,9 Prozent. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind wenig verstanden. In diesem Forschungsvorhaben sollen vergleichende in vitro und in vivo Untersuchungen Ansätze zur Klärung dieses sozialmedizinisch bedeutsamen Problems liefern. Exemplarisch sollen hierzu die Terpene - Terpinen, d-Limonen und 3-Caren auf ihr allergenes Potential für Blutleukozyten bzw. T-Lymphozyten der Haut auf polyklonaler und monoklonaler Ebene analysiert werden. Daneben soll die transiente Genexpression durch die Substanzen in Antigen-präsentierenden Zellen ermittelt werden und gleichzeitig die dafür relevanten Metabolite bzw. Oxidationsprodukte identifiziert werden. Dabei soll geklärt werden, welchen Anteil jeweils die Terpene selbst, einzelne Metabolite und Oxidationsprodukte oder Kombinationseffekte ursächlich an der enormen Steigerung der in vivo Befunde beteiligt sind. Diese Untersuchungen werden grundlegende Hinweise zum Wirkmechanismus der Substanzen liefern und dadurch Ansätze für die Bewertung der gesundheitlichen Auswirkungen von Monoterpenexpositionen in umweltrelevanten Konzentrationen bieten.
