Das Projekt "Entwicklung und Validierung eines Caenorhabditis elegans Biomonitortests auf DNA-Ebene (Transcriptionsebene) zur Pruefung von Arzneimitteln, Bioziden und anderen Umweltchemikalien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Biologie - Ökotoxikologie und Biochemie durchgeführt. Im Rahmen der Novellierung des Arzneimittelgesetzes vom September 1998 und der anstehenden Umsetzung der EG-Biozid-Richtlinie in nationales Recht offenbart sich die Notwendigkeit gerade im terrestrischen Bereich, die Methodenentwicklung voranzubringen, da kaum geeignete Methoden vorhanden sind, um die gesetzlich vorgeschriebene Pruefung auf Umweltvertraeglichkeit zu realisieren. Ziel des FuE-Vorhabens ist es, Abhilfe zu schaffen und ein Testsystem zum Pruefen von Tier- und Humanarzneimitteln sowie von Bioziden auf ihre Umweltvertraeglichkeit im terrestrischen Bereich einzufuehren. In dem Vorhaben soll mit einem Vertreter der Invertebraten (Caenorhabditis elegans, Nematode, Bodenbewohner) die Steigerung der Entgiftungsleistung durch Chemikalien (gemessen als Induktion von Cytochrom P450 Genen) auf DNA-Ebene (auf der Stufe der m-RNA) untersucht werden. Das Genom von Caenorhabditis elegans ist vollstaendig sequenziert und zeigt im Bereich der Entgiftungsleistung viele Uebereinstimmungen zum Saeugergenom. Das Cytochrom P450 System ist ein zentrales Enzymsystem fuer die Entgiftung von Umweltschadstoffen, Medikamenten, Bioziden, etc. Die vermehrte Induktion von Cytochrom P450 Genen ist als Mass fuer den Stresszustand der Bodenbewohner infolge Schadstoffbelastung zu werten. Zusaetzlich soll die Induktion vor Hitzeschockgenen als Stressindikator erfasst werden. Parallel dazu werden herkoemmliche Reproduktionstests mit C. elegans im Boden-, Wasser- und Eluattestsystem durchgefuehrt, um vergleichende Aussagen ueber das Auftreten subletaler Effekte, d.h. die Vermehrung und Nachkommen betreffende Effekte, in umweltrelevanten Konzentrationen zu erhalten. Das Projekt soll in vier Phasen untergliedert werden: 1. Phase: Testung der biologischen Aktivitaet von einzelnen, umweltrelevanten Arzneimitteln und Bioziden auf DNA-Ebene und im Reproduktionstest. Vergleich der Ergebnisse. 2. Phase: Untersuchung weiterer Stressanzeiger im Genom von C. elegans. 3. Phase: Auswertung der ersten und zweiten Phase, um Dosis-Wirkungs-Beziehungen aufzustellen. Diese sollen analysiert werden, um Geninduktionen, die fuer bestimmte Chemikaliengruppen spezifisch sind, zu erfassen. Die Ergebnisse sollen in einer Datenbank erfasst werden. 4. Phase: Validierung des Testsystems mit ausgesuchten Arzneimitteln und Bioziden.
Das Projekt "Entwicklung und Standardisierung eines Testsystems zur Überprüfung der Wirkung von Chemikalien auf zentrale Funktionen der Protozoenbiozoenose in Belebtschlämmen kommunaler Kläranlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Biologie - Ökotoxikologie und Biochemie durchgeführt. Protozoen werden in der 'Technical Recommendation' (Doc. ECB4/Trl/98) des 'Technical Guidance Document' in support of the commission directive 93/67/EEC' als eine für den Abwasserreinigungsprozess in Kläranlagen funktional bedeutende Organismengruppe anerkannt. Von ihrer Integrität hängt es ab, ob und inwieweit Einzelbakterien ausfiltriert werden und damit die eigentliche Klärung des Abwassers erfolgt. Zur Risikobewertung von Chemikalien verweist die 'Technical Recommendation' auf die Notwendigkeit der Entwicklung eines Tests, der sich auf natives Testmaterial aus Kläranlagen stützt und dessen Testparameter die funktionale Integrität der gesamten Protozoengemeinschaft erfasst. Ziele: Mit dem Testsystem sollen die Anforderungen der 'Technical Recommendation' folgendermaßen erfüllt werden: 1) es soll ein Test entwickelt werden, in dem vorwiegend funktionale Eigenschaften der Belebtschlammprotozoen erfasst werden, 2) die Integrität der Protozoen soll in ihrer Gesamtheit detektiert werden, 3) chronische Einflüsse von Chemikalien auf Belebtschlamm sollen auf diese Weise sichtbar gemacht werden und 4) ein Richtlinienentwurf, der direkt als Grundlage für einen internationalen Ringtest dienen kann und der auf das Ziel der Umsetzung in eine OECD-Testguideline ausgerichtet ist, soll erarbeitet werden. Darüber hinaus soll aber auch aus Gründen der Anwenderfreundlichkeit das im Test einzusetzende native biologische Material leicht verfügbar und eine kostengünstige, einfache und schnelle Durchführbarkeit des Tests bei hohem Probendurchsatz gewährleistet sein. Angestrebt ist die Auswahl und Standardisierung der verschiedenen Parameter zur Etablierung eines validen Testsystems mit anschließender Durchführung einer Plausibilitätskontrolle anhand von Referenzchemikalien sowie der Festlegung eines Richtlinienentwurfs als Grundlage für einen internationalen Ringtest. Ein Test mit Belebtschlammprotozoen verspricht eine bedeutende Lücke innerhalb Kläranlagen relevanter Ökotoxizitätstests schließen zu helfen. Mit einem solchen Test wäre eine trophische, taxonomische sowie funktionelle Ebene der Kläranlagen mitberücksichtigt, die einen entscheidenden Beitrag zum Reinigungsprozess von Abwässern leistet.