Das Projekt "Induktion des Umsatzes von Aethanol in Mikrosomen und Cytosol der Maeuseleber durch chronische orale Verabreichung von Aethanol und Inhalation von Cyclohexan oder D,L-Campher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung Physiologische Chemie durchgeführt. Bei einem 3-methylcholanthrenempfindlichen Maeusestamm (C57BL/6N) soll geprueft werden, ob chronische orale Verabreichung von Aethanol in der Leber sowohl die mikrosomale Aethanoloxidation als auch die Dehydrierung von Aethanol durch die Alkohol-Dehydrogenase des Lebercytosols induziert. Die induzierende Wirkung des Aethanols soll mit derjenigen von D,L-Campher und Cyclohexan verglichen werden. Es soll versucht werden, die Induktionen durch Induktionshemmer zu verhindern. Inzwischen ist nachgewiesen worden: In den Lebermikrosomen induziert orale chronische Verabreichung von Aethanol MEOS bei maennlichen C57-Maeusen in 4 Monaten, um den Faktor 2-3. Die Induktion ist bereits nach 14 Tagen nachweisbar und durchlaeuft ein Minimum nach 1,5 Monaten. Alkohol-Dehydrogenase wird im Cytosol anscheinend nicht induziert, wohl aber andere Proteine, denen moeglicherweise Acetaldehyd-Dehydrogenaseaktivitaet zukommt. Diese induzierbaren Nicht-Haem-Proteine erscheinen auch vermehrt nach Vorbehandlung der Maeuse mit anderen Induktoren. Es soll 1982 geprueft werden, wie weit die Dehydrierung von Acetaldehyd durch Aethanol induziert werden kann, und ob andere Induktoren diese nicht wirksamer induzieren.
Das Projekt "Indukation der Hydroxylasen der Lebermikrosomen durch Inhalation von D,L-Campher und Cyclohexan" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung Physiologische Chemie durchgeführt. Maeuse inhalieren 0,5-3 tg lang Campher oder Cyclohexan. Es wird die Zunahme an cyt. P-450, der nadph-Cyt. p-450-Reduktase sowie der Aethylumbelliferon-Desalkylase bestimmt. Es soll vor allem die untere Grenze der Wirksamkeit der Induktoren und ihre Konzentration in Blut und Leber bestimmt werden. Weiter soll der Stoffwechsel der Induktoren in Abhaengigkeit von der Induktionszeit in vivo und in vitro untersucht werden. Campher wird in der Medizin als Einreibungsmittel benutzt und kommt in Konservierungs- und Desinfektionsmitteln sowie in Mottenkugeln vor. Cyclohexan ist Bestandteil bestimmter Benzinarten.
Das Projekt "Aufklärung von Biotransformationswegen und von Mechanismen gentoxischer Wirkungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Kaiserslautern, Fachrichtung Lebensmittelchemie und Umwelttoxikologie, AK Prof. Gerhard Eisenbrand durchgeführt. Die Erkennung gesundheitlicher Risiken durch gentoxische Stoffe, die als Lebensmittelinhaltstoffe oder als Umweltkontaminanten Bedeutung haben, ist die Voraussetzung für Risikobewertung und Prävention. Bei Umweltkontaminanten gilt unser Interesse polycyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einer sogenannten Fjordregion, die besonders potente Kanzerogene darstellen. Außerdem interessieren uns Fullerene, die im Ruß vorkommen und deren biologische Wirkung bisher nur wenig untersucht ist. Das aus beruflicher Belastung durch bestimmte Nitrosamine potentiell gesundheitliche Risiko wird im Modellversuch untersucht. Schließlich beschäftigen wir uns mit der Toxikologie bestimmter a,b-ungesättigter Alkenale, die als Lebensmittelinhalts- und -Zusatzstoffe in z.T. beachtlichen Konzentrationen (bis 30 mg/kg) in Lebensmitteln vorkommen. Metabolische Veränderungen, die fremde Stoffe im Körper erfahren, beeinflussen ganz wesentlich deren Wirkung. Zur Aufklärung einzelner aktivierender oder entgiftender Stoffwechselwege werden transgene Säugerzellen eingesetzt, die bestimmte Enzyme (CYP) stabil exprimieren. Zusätzlich wird der Leberstoffwechsel mit Hepatozyten und Zellfraktionen (Mitochondrien, Mikrosomen) simuliert. Metabolite werden über GC/MS identifiziert und quantifiziert. Die gentoxische/mutagene Potenz von Ausgangsverbindungen und Metaboliten wird in-vitro an Säuger-Zellinien (z.B. humane Colonzellen) oder an primären Zellen (z.B. aus Gastrointestinaltrakt von Ratte/ Mensch) sowie in-vivo an der Ratte und ex-vivo an humanen Blutzellen geprüft. Gemessen werden: Gentoxizität in transfizierten Bakterien (Induktion von SOS-Repair), Mutagenität in Säugerzellen (HPRT-Test), Induktion von DNA-Schäden mittels Mikrogelelektrophorese und die Entstehung vonDNA-Addukten mittels 32P-Postlabelling-Verfahren. Zusätzlich werden zytotoxische Effekte (einschließlich Membranschäden und Apoptose-Induktion) in Zellkulturen erfasst.
Das Projekt "Size-dependent effects of nanoparticles on the activity of cytochrome P450 isoenzymes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ZMF - Center for Medical Research durchgeführt. Nanoparticles are known to be able to interfere with cellular metabolism and to cause cytotoxicity and moreover may interfere with specific cellular functions. Serious effects on the latter include changes in liver cell function. The cytochrome P450 system is expressed in many cells but is especially important in hepatocytes and hormone-producing cells. The interaction of polystyrene nanoparticles with the most important drug-metabolizing cytochrome P450 isoenzymes, CYP3A4, CYP2D6, CYP2C9 and CYP2A1 expressed individually in insect cells (BACULOSOMES ®) was studied by the cleavage of substrates coupled to a fluorescent dye. The data obtained for individual isoenzymes was compared to metabolism in microsomes isolated from normal liver and from the hepatoma cell line H4-II-E-C3.
Das Projekt "InnovationsCentrum Biokatalyse ICBio - Entwicklung innovativer Mikrotiterplattenreaktoren zur Bewertung des Abbaus und der Toxizität neuer Wirkstoffe auf Basis von Mikrosomen und Säugerzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Technische Biochemie durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens
Täglich werden neue Wirkstoffe und Chemikalien für die Förderung der Gesundheit bzw. Bekämpfung von Krankheiten und die Befriedigung verschiedenster anderer menschlicher Bedürfnisse entwickelt und neu in den Verkehr gebracht. Jeder dieser Stoffe bringt aber auch ein mehr oder weniger großes Gesundheits- und Umweltrisiko mit sich. Aus diesem Grund gibt es ein breites Spektrum von Methoden, mit denen erwünschte und unerwünschte Wirkungen von Wirkstoffen und Chemikalien und deren Metabolismus untersucht werden. In vielen Bereichen müssen für derartige Untersuchungen immer noch umstrittene Tierversuche durchgeführt werden. Sehr frühe und kostengünstige Studien vermindern Entwicklungsrisiken ökonomischer, ökologischer und sozialer Art. Im vorliegenden Projekt werden Mikrotiterplattenreaktoren mit integrierten optischen Sensoren für Sauerstoff sowie auf Respirationsmessungen beruhende Methoden zur Untersuchung des Metabolismus und der Toxizität von Wirkstoffen entwickelt.
Fazit
In der hier vorliegenden Studie ist es erstmals gelungen, eine 96-well-O2-Sensorplatte mit Flachboden zu entwickeln, welche zur Kultur adhärenter Zellen geeignet ist. Sowohl Zelllinien als auch primäre Zellen können auf der Platte kultiviert werden und zur Sauerstoffmessung herangezogen werden. Die Sauerstoffmessung liefert Daten über die Lebensfähigkeit der kultivierten Zellen und kann zur Bestimmung der Toxizität neuer Wirkstoffe eingesetzt werden. Die erhaltenen Sauerstoffdaten während der Kultur der proliferierenden Zelllinien korrelieren gut mit Daten, die mit einem konventionellen MTT-Test erhalten wurden und können somit zur Bestimmung der Lebensfähigkeit verschiedener Zellen herangezogen werden. Die in dieser Studie erstmals etablierte Kultur adhärenter Zellen auf O2-Sensorplatten erlaubt auch die Bestimmung der Toxizität neuer Wirkstoffe auf unterschiedlichste Zelltypen. Über die ursprünglich vorgesehenen Arbeiten hinaus wurde eine Medienoptimierungen für CHO in MTP erfolgreich durchgeführt. Die Sauerstoffmessung zum metabolischen Abbau von Substraten in MT-Platten mit Sauerstoffsensor zeigte für gepoolte Mikrosomen eine Machbarkeit der Verfolgung der Abbaureaktionen. Gleichzeitig traten auf-grund der unkontrollierten Nebenreaktionen viele Störfaktoren auf. Erste orientierende Studien mit isolierten Cyps (z.B. Cyp3A4) deuten auf eine Lösung unter dem Aspekt der Störfaktoren/Nebenreaktionen hin.
Das Projekt "Hormonal Control of Fish growth under Different Culture Conditions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Zoologisches Institut durchgeführt. Objective: The project aims: - to identify levels of growth promoting/anabolic and growth-reducing/catabolic hormones in fish subjected to different culture conditions (nutrition, salinity); - to develop recommendations for practical fish culture how to stimulate growth processes and how to minimize growth reducing processes by adequate feeding and culture conditions. As experimental species, Dicentrarchus labrax, Sparus auratus and Scophthalmus maximus have been selected. General Information: Four experimental approaches will be in the centre of the project: The ontogenetic pattern and the role of hormones during the development of larval Scophthalmus maximus and evaluation of rearing conditions in respect to hormonal actions. Influences of salinity and temperature, endocrine and metabolic changes of Sparus aurata and Dicentrarchus labrax kept under different external salinity and temperature. Influence of nutrition and diurnal feeding regimes on endocrine and metabolic profiles of Dicentrarchus labrax and/or Sparus aurata. Zootechnical studies for practical fish culture. The following parameters will be considered in the experiments planned: Growth parameters: growth rate, condition index; food ingestion, feed conversion; protein efficiency ratio. Physiological parameters: - General: lipid content, liver somatic index, muscle-somatic index - Liver: lipid, glycogen, protein, ash and water content, enzyme activities - Muscles: same metabolites as in the liver, lipid content, glycogen content - Serum: electrolyte and osmotic concentration, metabolite concentration (glucose, fatty acids, amino acids, total lipids). Hormone activity: - Serum titres: cortisol, T4/T3, insulin, glucagons. Histological, electron microscopical, immunohistochemical inspections: interrenal gland, endocrine pancreas, liver. Achievements: Studies with larval turbots, Scophtalmus maximus evaluated the functional status of organ systems involved in processing exogenous food with respect to survival and growth of early life stages. Intestine, exocrine pancreas and liver are differentiated at hatching or at the onset of exogenous feeding. Enzymes like aminopeptidase are found at the microvillus border. In contrast, evidence that differentiation is finished during metamorphosis is demonstrated for stomach, gills and glucolytic activity of muscles. The status of the thyroid hormone system was measured. The content of thyroxine (T4), triiodothyronine (T3) and the activity of monodeiodinase (MDI) were determined. From hatching until day 50 after hatching about 10 pg/mg body weight of T3 and high activity of MDI were found in the microsomal fraction of the liver. The influence of salinity and temperature on morphological and physiological changes in Dicentrarchus labrax (D) and Sparus auratus (S) were monitored. Differences in the growth rate for D are found when kept in 1.2 per cent salinity instead of 3.5 per cent at 18 C...
Das Projekt "Pruefung von Lebensmitteln auf mutagene Wirkungen mit Hilfe verbesserter in-vitro Tests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Ernährung, Institut für Biochemie durchgeführt. A) Wegen der vermuteten Korrelation von Mutagenitaet und Carcinogenitaet wird der Mutagenitaetspruefung wachsende Bedeutung zugemessen. Die Klaerung der Frage nach moeglichen mutagenen Wirkungen unterschiedlich behandelter oder mit Zusatzstoffen versehener Lebensmittel stoesst jedoch noch auf erhebliche methodische Schwierigkeiten. Es sollen Wege gefunden werden, um den sogenannten ames-Test fuer diesen Zweck zu Nutzen. B)In-vitro Untersuchungen in Gegenwart von Lebermikrosomen mit verschiedenen Salmonella Typhimurium Staemmen. C) Die Mutagenitaetspruefung von Zusatzstoffen hat inzwischen eine derartige Bedeutung - auch fuer gesetzgeberische Massnahmen - gefunden, dass ein Abschluss dieser Untersuchungen vorlaeufig noch nicht moeglich ist. Es sind noch zahlreiche Stoffe zu pruefen.
Das Projekt "Stoffwechsel von Xenobiotika in Pflanzen, besonders durch pflanzliche Mikrosomen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Biologie II durchgeführt. Suche nach pflanzlichen Enzymen fuer den Abbau von Umweltchemikalien. Charakterisierung dieser Enzyme.
Das Projekt "Ueberpruefung und Vertiefung eines genetischen Vortestes auf carzinogene Wirkungen von Umweltchemikalien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Holzphysiologie durchgeführt. 1. Es werden Umweltchemikalien in einem Muster genetischer Pruefmethoden mit dem Konversionssystem des diploiden Stammes D4-RDII von Sacchromyces cerevisiae geprueft im a) host mediated assay (Injektion der Hefe in die Bauchhoehle von behandelten Ratten), b) urinary assay (Hefe plus Urin behandelter Ratten), c) in vitro Lebermikrosomen-Test 2. Ueberpruefung der genetischen Ergebnisse mit zytogenetischen Methoden: a) Chromosomen - Aberrationen, b) Mikronucleus, c) Schwester - Chromatid - Austausche, alle an Knochenmark des Chinesischen Hamsters (a,c) oder der Maus (b). Pruefsubstanzen: Nitromycin C, Benomyl, Atrazin, Naturlaugen.
Das Projekt "Untersuchungen ueber die Bedeutung genetischer Faktoren fuer die interindividuelle Varianz toxischer Phaenomene - dargestellt am Beispiel des Metabolitenmusters von Benzo(a)pyren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesgesundheitsamt, Max von Pettenkofer-Institut durchgeführt. Untersuchte Hypothese: Ca. 10 v.H. der Bevoelkerung metabolisieren das Arzneimittel Debrisoquin nur sehr langsam, wohingegen ca. 90 v.H. der Bevoelkerung diesen Stoff schnell hydroxylieren. Als Ursache dafuer wurde ein genetischer Unterschied im Cytochrom-P-450-System gefunden. Dieses Projekt zielt nun auf die Frage, ob dieser genetische Polymorphismus fuer den Stoffwechsel von Xenobiotika, die keine Arzneimittel sind, von Bedeutung ist; Loesungsansatz: Fuer diesen beim Menschen erkannten genetischen Polymorphismus gibt es ein Tiermodell und zwar die weibliche DA-Ratte. In den Lebermikrosomen dieser DA-Ratten und in denen von gleichaltrigen weiblichen Sorague Dawley Ratten wird das Metabolitenmuster von Benz(a)pyren bestimmt. In weiterfuehrenden Versuchen wird untersucht, inwieweit bei Anwendung von extrem niedrigen Substratkonzentrationen von Benz(a)pyren (500 nM) Veraenderungen im Stoffwechsel dieser Substanz gefunden werden koennen.
