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Induktion von Chromosomenaberrationen in menschlichen Lymphozyten durch ionisierende Strahlen ('biologische Dosimetrie') und Radiomimetika

Entnimmt man einer strahlenexponierten Person Blut, so laesst sich nach Kultivierung der Lymphozyten die Haeufigkeit bestimmter Chromosomenmutationen (dizentrische Chromosomen, Ringchromosomen) ermitteln, die durch die Strahlung induziert worden waren. Mit Hilfe von 'Eichkurven', die die Abhaengigkeit der Zahl der Aberrationen pro Zeile von der Strahlendosis wiedergeben, kann man die empfangene Dosis als 'Ganzkoerperaequivalentdosis' abschaetzen. Bei sehr niedrigen Dosen begnuegt man sich mit dem Nachweis einer statistisch signifikanten Erhoehung der Kontrollrate. Untersuchter Personenkreis: beruflich exponierte Personen, Strahlenunfallopfer, bestrahlte Patienten. Die Methode soll weiterentwickelt werden durch a) 'Semiautomatisierung' der mikroskopischen Auswertung, b) Ausarbeitung adaequater statistischer Verfahren. Diese strahlenbiologischen Untersuchungen werden ergaenzt durch Untersuchungen zur Induktion von Chromosomenaberrationen in menschlichen Lymphozyten durch Radiomimetika (z.B. Bleomycin, Phleomycin).

Biologische und chemisch-analytische Charakterisierung des allergenen Potentials von Terpenen, Terpenmetaboliten und Terpenoxidationsprodukten

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.

Strahlenbelastung der Bevoelkerung in der Umgebung des Kernkraftwerks Kruemmel/Elbe

In der Umgebung des Kernkraftwerks Kruemmel ist eine ungewoehnliche Haeufung kindlicher Leukaemiefaelle aufgetreten, die von 1990-1996 im 5 km-Umkreis 560 Prozent im Vergleich zur bundesdeutschen (alte Laender) Durchschnittsrate betraegt. Auch die Leukaemierate bei Erwachsenen ist nach einer Untersuchung des Bremer Instituts fuer Praeventionsforschung und Sozialmedizin signifikant erhoeht. Unsere Hypothese, dass es sich um Auswirkungen radioaktiver Emissionen des Kraftwerks handelt, konnte durch Chromosomenanalyse in peripheren Lymphozyten bei 5 Geschwistern und 5 Elternteilen von Leukaemiekindern sowie in weiteren dort ansaessigen 16 Erwachsenen bestaetigt werden. Die weiteren Untersuchungen beschaeftigen sich mit der Analyse in der Umwelt beobachteter Kontaminationen durch kurz- und langlebige Spalt- und Aktivierungsprodukte.

Strahlenbelastung des fliegenden Personals

Piloten und FlugbegleiterInnen gehoeren zu den Personen, die einer hohen Strahlenbelastung am Arbeitsplatz ausgesetzt sind. Die kosmische Strahlung in Flughoehe besteht ausschliesslich aus Sekundaerstrahlung (hauptsaechlich Neutronen und Gammastrahlung), die in Wechselwirkung von primaeren Teilchen mit den Atomen der Lufthuelle erzeugt wird. Die Exposition des Flugpersonals ist zudem abhaengig von der Flughoehe, der geomagnetischen Breite und der solaren Aktivitaet. Aufgrund der Komplexitaet des kosmischen Strahlenfeldes ist allerdings der Umfang der Exposition schwer zu bestimmen, und physikalische Messungen geben keinerlei Hinweise auf die biologische Wirksamkeit dieser Strahlung. Ueber Chromosomenanalysen in den peripheren Lymphozyten des menschlichen Blutes konnte in einer Pilotstudie an Personal aus dem Interkontinentalverkehr eine hochsignifikant erhoehte Strahlenbelastung festgestellt werden. Die Chromosomenanalyse eines weiteren Untersuchungskollektivs, das aus einer Gruppe von Concordepiloten besteht, steht kurz vor dem Abschluss. Ergebnisse aus strahlenbiologischen Experimenten im CERN, Genf, belegten eine sehr hohe biologische Wirksamkeit der kosmischen Strahlung im Niederdosisbereich. Die Resultate dieser Versuchsreihe (in-vitro) sollen mit den Ergebnissen aus den in-vivo Ansaetzen verglichen und im Hinblick auf die biologisch Wirksamkeit kleiner Dosen von Neutronen bewertet werden. Die Ergebnisse sollen der Einfuehrung des Strahlenschutzes fuer das Flugpersonal dienen.

Carcinogenese

Erfassung der Krankheitsverlaeufe, der Vorgeschichte und der Behandlungsformen eines grossen Krankengutes mit Leukaemien, malignen Lymphomen und Carcinomen. Erfassung von Zweitneoplasien nach Chemotherapie und Strahlenbehandlung. Chromosomenanalysen zur Erfassung erworbener genetischer Schaeden.

Alternativmethoden - Einzelvorhaben: IVI-mAbs - Herstellung von murinen monoklonalen Antikörpern über ein Zelllinien-basiertes IVI-System

Verlängerung der Nachbeobachtungszeit in der REQUITE-Studie zu Nebenwirkungen und Biomarkern für Strahlenempfindlichkeit bei Strahlentherapiepatienten

Alternativmethoden Anschluss - Einzelvorhaben: ZIT-A - Zytotoxizität im Immun-Tumor Modell

Teilprojekt C^Teilprojekt F^Teilprojekt D^GREWIS: Genetische Risiken und entzündungshemmende Wirkung von dicht-ionisierender Strahlung - Vergleichende Untersuchungen zur Wirkung von Radon in Zell- und Tier-Modellen und in Radon-Patienten^Teilprojekt E^Teilprojekt G, Teilprojekt A

In dem Projekt GREWIS sollen die genetische und die entzündungshemmende Wirkung von dicht ionisierender Strahlung, insbesondere von Radon untersucht werden. Neben Röntgen- und Alpha-Bestrahlungen sowie Experimenten mit Ionenstrahlen sollen Zellkulturen und Tiere in einer Radon Kammer exponiert werden, da die Radon-Exposition im Bereich des Strahlenschutzes wie in der Therapie entzündlicher Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Chromosomenaberrationen in peripheren Lymphozyten und hämatopoetischen Stammzellen der Maus sollen als genetische Indikatoren analysiert und mit menschlichen Daten aus der Tumor und Rheuma-Therapie verglichen werden. In Zell und Tier-Versuchen soll die entzündungshemmende Wirkung von Radon mit molekularbiologischen Mitteln untersucht werden und mit Therapie Daten verglichen werden. GREWIS verfolgt einen neuen Ansatz: wissenschaftliche Techniken und Kenntnisse verschiedener Institute, auch von Fachleuten, die bis jetzt keine Strahlenbiologie betreiben, zusammen zu bringen und zu verschränken. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden durch gemeinsame Forschungs-Seminare an der GSI und an den beteiligten Universitäten begleitet werden. Die hier vorgeschlagene interaktive Forschungsarbeit wird zu einem besseren Verständnis der Wirkung von Radon beitragen und die Auseinandersetzung von jungen Wissenschaftlern mit den vielseitigen Aspekten der Radon-Problematik fördern.

Teilprojekt C^DNA-Reparaturfoci: DNA-Reparaturfoci als Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit^Teilprojekt D, Teilprojekt B

Die Ziele der beiden Projekte AP3 und AP6 sind: Reparaturfoci als Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit zu etablieren sowie Reparaturfoci als Marker der genomischen Instabilität bzw. der homologen Rekombination zu etablieren Arbeitspaket 3: Versuch 1 (V3.1): RF als Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit. Versuch 2 (V3.2): Etablierung eines Lymphozytenarrays. Versuch 3 (V3.3): RF und spätes Normalgeweberisiko. Versuch 4 (V3.4): RF und akute Normalgewebereaktion sowie Tumorreaktion. Arbeitspaket 6: Versuch 1 (V6.1): Genomische Instabilität von Tumorzellen. Versuch 2 (V6.2): Genomische Instabilität von Normalzellen. Versuch 3 (V6.3): Zellulärer Strahlenempfindlichkeit von Tumorzellen.

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