Das Projekt "CarboLifeCycle - Materialeigenschaften, Freisetzung und Verhalten in der Umwelt von CNT-Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Projekts ist die Qualifizierung der Freisetzung von CNT aus Kompositen nach Bewitterung und Entsorgung sowie die Untersuchung des ökotoxikologischen Potentials der freigesetzten CNT in aquatischen Systemen. Diese Informationen sollen dazu beitragen, eine Umweltrisikoabschätzung von CNT zu ermöglichen. Dazu sollen relevante ökotoxikologische Endpunkte neben den Standardtests bzgl. Mortalität, Wachstum und Reproduktion untersucht werden wie z. B. oxidativer Stress, Genotoxizität und dioxinähnliche Wirkung. 2. Arbeitsplanung CNT werden zunächst radioaktiv markiert und in Absprache mit BTS in relevante Werkstoffe eingearbeitet, die anschließend für Bewitterungsstudien verwendet werden. In Kooperation mit BAM wird ein Versuchsaufbau entwickelt, der die Bewitterung von Polymerproben (Bestrahlung, Beregnung, Biofilmbildung, Exposition für Deponiesickerwasser) und eine Bestimmung der möglichen Emission von CNT in das Wasser ermöglicht. Spezifische ökotoxikologische Tests betreffen und a. die Bewertung von oxidativem Stress (Lipidperoxidation, Aktivität der Gluthation-S-Transferase und Superoxid-Dismutase) in Fischkiemen und -leber, die Genotoxizität und die dioxinähnliche Wirkung (Ames-, COMET-, Mikrokern- und EROD-Assey).
Das Projekt "Regulative Mechanismen intrazellulaerer Antioxidantien in Faser- und Staub-exponierten bronchoepithelialen Zellen in vitro, ex vivo und in vivo" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Berufsgenossenschaftliche Kliniken Bergmannsheil, Abteilung für Pneumologie, Allergologie und Schlafmedizin durchgeführt. Ziel der Studie ist es, die regulativen Mechanismen der Genexpression der wichtigsten Antioxidantien Cu++/Zn++ Superoxid-Dismutase (Cu/ZnSOD) der Mn Superoxid Dismutase (MnSOD) und der Katalase in Bezug 1 ) auf die verwendeten Fasern und Staeube (Krokydolith, Quarz (SiO2), Stein- und Basaltwolle) und die Expositionsdauer und 2) im Hinblick auf die sie positiv beeinflussenden Zytokine zu analysieren. Dazu sind folgende Untersuchungen geplant: a) in vitro Exposition kultivierter BEAS ZB Zellen mit steigenden Faser-/StaubKonzentrationen (24 h+48 h), b) Durchfuehrung der u.g. Tests in der in vivo gewonnenen bronchoalveolaeren Lavage (BAL) und an Bronchialschleimhautbiopsien (Patienten mit einer Anthrakosilikose, Asbeststaub-exponierte Patienten, nicht Faser-/Staub-Exponierte als Kontrolle), und c) ex vivo Kultivierung der gewonnenen alveolaeren Makrophagen (AM) und Exposition von BEAS 2B Zellen mit dem Ueberstand dieser AM. In den o.g. Proben sind folgende Messungen geplant: Bestimmung der Genexpression (Gen-Sonden: Cu/ZnSOD, MnSOD und Katalase) mittels Northern-Blot-Analysen (in vitro Faser-/Staub-exponierte BEAS 2B), in situ Hybridisierungen (Bronchialschleimhaut-Biopsien) und Durchfuehrung der semiquantitativen PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion) in den Biopsien ud den mit dem Ueberstand der AM exponierten BEAS 2B Zellen. Dazu ergaenzend sollen die folgenden Antioxidantien und Zytokine quantifiziert (ELISA) werden: Cu/ZnSOD, MnSOD, Katalase, IL1, IL8, TNFalpha (intrazellulaer in beiden BEAS 2B-Ansaetzen, BAL).