Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e.V. - Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) durchgeführt. Lebertoxizität ist die häufigste Ursache, welche dazu führt, dass Medikamente vom Markt genommen werden müssen. Daher besteht ein großer Bedarf an zuverlässigen und relativ schnell, als auch kostengünstig durchführbarer Tests, welche eine Leber-toxische Wirkung im Menschen vorhersagen. Im aktuellen Projekt soll hierfür en systemtoxikologischer Ansatz gewählt werden, in welchem Umfang Imaging, Expressions- und funktionelle Daten in einem systembiologischen Ansatz zusammengeführt werden und zu einer Vorhersage von Lebertoxizität im Menschen führen sollen. Hierbei soll nicht nur qualitativ das Risiko eines möglichen toxischen Mechanismus erkannt werden; vielmehr soll darüber hinaus die Konzentration der Prüfsubstanzen im Blut und ggf. in den Hepatozyten vorhergesagt werden, bei welchen adverse Effekte auftreten. Zum Erreichen des oben genannten Ziels soll ein Arbeitsplan mit vier übergeordneten Meilensteinen umgesetzt werden: M1 (Monat 12): es sollen Transkriptomdaten Konzentrations- und zeitaufgelöst erhoben werden. Dies soll in HepG2- und in primären humanen Hepatozyten erfolgen. M2 (Monat 18): die biostatistische Auswertung der Expressionsdaten soll zur Ermittlung der jeweils kleinsten Konzentrationen der Prüfsubstanzen führen, welche zur Aktivierung von Mechanismen führen, über welche Toxizität vermittelt wird (sogenannte 'stress pathways'). M3 (Monat 30): Es soll der kausale Bezug zwischen der Aktivierung der 'stress pathways' und sogenannten 'apikalen Endpunkten' in vitro ermittelt werden. Apikale Endpunkte sind phänotypische Veränderungen, welche mit Organtoxizität in vivo in Zusammenhang gebracht werden können. M5 (Monat 36). Sowohl die Daten zu den 'stress pathways', als auch die apikalen Endpunkte sollen in ein räumlich-zeitliches-metabolisches Modell integriert werden.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Centrum für Biotechnologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Analyse von Transkriptom-, Proteom- und Metabolomdaten humaner Zellkulturen zur in vitro-Untersuchung toxikologischer Kombinationseffekte von Pflanzenschutzmitteln aus der Gruppe der Triazole. Transkriptom-, Proteom- und Metabolomdaten sollen aus von Projektpartnern bereitgestellten in vitro-Proben von humanen Zellkulturen bestimmt und mit bioinformatischen Methoden aufbereitet werden. Dabei wird die mögliche Wirkung von Pflanzenschutzmitteln aus der Gruppe der Triazole einzeln wie in Kombination auf Stoffwechselwege untersucht und visualisiert. Dazu wird geeignete Bioinformatik-Software bereitgestellt. Diese Bioinformatik-Software ermöglicht es im Anschluss den Projektpartnern, die Resultate für die toxikologische Modellierung zu nutzen.
Das Projekt "Metatranskriptomische Analyse mittels RNASeq metabolischer Netzwerke in der Gesundheits- und Umweltforschung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein besseres Verständnis der Aktivitäten von mikrobiellen Gemeinschaften und deren Interaktionen unter realen Umweltbedingungen zu erlangen. Ein solches Verständnis ist nicht nur für einen Einsatz von Mikroorganismen zu Zwecken der Bioremediation und als das Pflanzenwachstum unterstützende Wirkstoffe notwendig, sondern auch für die Entwicklung von Strategien zur Bekämpfung potentiell pathogener Mikroorganismen, da nur bei Vorhandensein entsprechender Kenntnisse zielgerichtet in natürliche komplexe Systeme eingegriffen werden kann. Dieses weitreichende Verständnis soll durch die direkte Sequenzierung von mRNA und hierdurch die Analyse des Transkriptoms von Repräsentanten der Stämme Cupriavidus pinatubonensis (Bioremediation), Burkholderia phytofirmans (das Pflanzenwachstum unterstützend) und Staphylococcus aureus (nokosomiales Pathogen) in Modellsystemen und des Metatranskriptoms in natürlichen Umweltproben (Bodenproben, humane Proben), in denen diese Organismen vorhanden sind und das Erstellen funktionaler Netzwerke erreicht werden. Arbeitspaket 1, Monat 1-12: Optimierung und Standardisierung von Protokollen zur mRNA Extraktion aus verschiedenen Umwelten. Arbeitspaket 2, Monat 1-12: Transkriptomanalyse in Modellsystemen. Arbeitspaket 3, Monat 9-24: Metatranskriptomische Überblicke über mikrobielle Gemeinschaften in Umweltproben. Arbeitspaket 4, Monat 9-24: Rekonstruktion funktionaler Netzwerke.