Deutsch: Frequenzen im Terahertz-Bereich sind bisher weniger intensiv erforscht worden als bisherige für den Mobilfunk verwendete Frequenzen. Deshalb ist weitere Forschung zu möglichen gesundheitlichen Wirkungen notwendig. Die Ergebnisse der Studie von Zhao et al. weisen darauf hin, dass die Exposition von Hippocampusneuronen der Ratte mit Terahertz-Frequenzen zu negativen Effekten auf Zellfunktion und zelluläre Strukturen sowie zu Apoptose führen könnte. Auf Grund mehrerer methodischer Probleme sind diese Ergebnisse mit Vorsicht zu interpretieren.
Das Projekt "Teil A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Petrographie und Geochemie durchgeführt. Hohe Edelmetall-Emissionen aus dem Straßenverkehr sind in den letzten Jahren entlang von Autobahnen und in Städten nachgewiesen worden. Jedoch liegen über die Toxizität der katalysator-emittierten Partikel nur Einzelergebnisse für das Platin vor. In dem vorliegenden interdisziplinären Forschungsprojekt (Institut für Petrographie und Geochemie und Institut für Lebensmittelchemie) soll die Aufnahme der Platingruppenelemente (PGE) in die Zelle und das toxische Potential aufgezeigt werden. Dabei werden leistungsfähige analytische Methoden mit toxikologischen Tests auf zellulärer Ebene kombiniert. Anhand der im Luftstaub ermittelten Spezies, deren Transformationsprodukten und der Verteilung der PGE im Luftstaub werden unter definierten Laborbedingungen Modellstudien mit aus-gewählten Zellkulturen und Staubpartikeln bzw. Modellsubstanzen durchgeführt. Bei diesen Versuchen kommen neben den genannten Partikeln (Phagocytose) auch lösliche Edelmetallverbindungen zum Einsatz. An den Zellinien werden die Bioverfügbarkeit und toxikologische Wirkung der PGE untersucht. Die Interaktion der PGE mit der DNA und daraus resultierende Schädigungen bzw. mutagene Effekte werden erfasst. Aus den gewonnenen Erkenntnissen kann eine Abschätzung der Toxizität und des Risikopotentiales Kfz-emittierter PGE in Abhängigkeit der in der Umwelt vorhandenen Spezies erfolgen.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Botanisches Institut und Botanischer Garten, Abteilung Physiologie und Biotechnologie der pflanzlichen Zelle durchgeführt. Die leitende Idee des AQUATOR ist, dass eine leistungsfähige Beratungsstruktur aufgebaut werden muss, um das bei weitem nicht ausgeschöpfte Potential der nachhaltigen Nutzung aquatischer Ressourcen in Deutschland zu erschließen. Zwar ist die Forschungslandschaft zum Thema Aquakultur und Produktentwicklung aus aquatischen Ressourcen gerade im norddeutschen Raum hervorragend entwickelt (CAU, Geomar, Fraunhofer IMTE, etc.), das realisierte wirtschaftliche Potential dagegen aber nur sehr schwach ausgeprägt. In Deutschland existieren ein hoher Ausbildungsstand, eine hohe Kaufkraft und ein gut entwickeltes Bewusstsein für Umwelt und Nachhaltigkeit. Dennoch liegt der Selbstversorgungsgrad für aquatische Erzeugnisse in Deutschland bei nur 25%. Wir sind überzeugt, dass die Entwicklung aquatischer Bioökonomie bei uns durchaus möglich, sinnvoll und wünschenswert ist. Ein entscheidendes Element dafür ist unternehmerisches Engagement. Dieses zu entwickeln, zu begleiten und zu unterstützen ist das Ziel und der Inhalt des Business Akzelerators AQUATOR. Wir beabsichtigen das Potential der nachhaltigen Nutzung aquatischer Ressourcen in Deutschland zur Entfaltung zu bringen und zu einer nachhaltigen, blauen, bio-basierten Wirtschaftsweise in Norddeutschland beizutragen. In den letzten 2,5 Jahren hat der AQUATOR anhand von Referenzprojekten seine Kompetenzen geschärft und ein Dienstleistungsportfolio erarbeitet. Das AQUATOR Team hat sich gefestigt. Auch hat sich in den letzten 2,5 Jahren gezeigt, dass ein dringender Bedarf an gezielter Beratung zur Etablierung von Geschäftsideen in der Blauen Bioökonomie besteht. Bereits jetzt begleitet der AQUATOR 10 Start-ups und 3 Unternehmen bei der Verwirklichung ihrer Ideen. In der Umsetzungsphase wird der AQUATOR rechtlich, personell und finanziell dahingehend konsolidiert und stabilisiert, dass er am Ende der Projektlaufzeit vollumfänglich funktionstüchtig und durch verschiedene Einkommensquellen wirtschaftlich weitgehend unabhängig ist.
Das Projekt "Teil B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Universitätsklinikum, Institut für Immunologie durchgeführt. Anthropogene und biogene Schadstoffe in Lebensmitteln koennen zu einer Schaedigung von Darmzellen (Epithel-Immun- sowie neurokrine Zellen) fuehren, wodurch die selektive Schrankenfunktion der Darmwand sowie die Funktion des darin lokalisierten Darmassozierten Lymphgewebes (gut-associated lymphoid tissue, GALT) gestoert werden. Dadurch koennte die Entstehung von Lebensmittelallergien beguenstigt werden. Mit dem beantragten Projekt soll geprueft werden, ob (I) Schadstoffe ueber zyto- oder neurotoxische Mechanismen die intestinale Permeabilitaet beeinflussen, (II) ob zellulaere Komponenten des GALT durch neurotoxisch bzw. immuntoxisch wirksame Schadstoffe moduliert werden, (III) ob die orale Toleranz gegenueber Lebensmittelallergenen durch Schadstoffe beeintraechtigt wird, (IV) ob Lymphozyten durch Schadstoffe antigenspezifisch aktiviert werden. Neben der auf PAUL 1 (einem vorangegangenen Projekt) aufbauenden Untersuchung zu den Kontaminanten Aflatoxin B1 (AFB1) und Cadmium und den Lebensmittelzusatzstoffen BHA, BHT und Propylgallat soll als anthropogener Schadstoff Quecksilber (Hg) in diese Untersuchungen einbezogen werden. Bei Personen mit Amalgamfuellungen wurde teilweise Hg-Expositionen nachgewiesen, die denen bei arbeitsplatzbedingter Hg-Exposition entsprechen und die bei Vorliegen individueller Dispositionsfaktoren moeglicherweise neuro- bzw. immuntoxisch sein koennen. Als Beispiel fuer in der Nahrung reichlich vorkommende biogene Schadstoffe sollen neben o.g. ABF1, Lektine untersucht werden, deren toxische Wirkung bei zunehmender Akzeptanz vegetarischer Ernaehrungsweisen als gesundheitlich bedenklich gelten koennen.
Das Projekt "Effect of nutrient ratios on harmful phytoplankton and their toxin production" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Ernährungswissenschaften durchgeführt. General Information: The goals of the NUTOX project are: (1) to clarify if the present dominance of non-siliceous harmful algal species is due to the high NP to Si-ratios found in European coastal waters (2) to understand how the ratios between N and P affect toxin production in some of the most harmful phytoplankton species found in European waters. Occurrence of toxic blooms in coastal waters is related to a biotic and biotic factors that controls the structure and the growth of the phytoplankton community. One of the major a biotic factors controlling phytoplankton growth is nutrient availability with respect to concentrations and ratios. Thus, to assess the capability of potentially toxic species to bloom in coastal waters, attention will be focused on factors leading to (i) their dominance in the phytoplankton communities, and (ii) to their toxin production. Nutrient ratios influence not only algal succession in natural communities but also the production of toxin by certain phytoplankton species. However, the influence depends on which type of nutrient is limit ant or deficient relative to others for the algal need. In most European marine waters the ratios between nitrogen (N) and phosphorus (P) in relation to silica (Si) have increased due to the high input from N and P from human activities. At the same time toxic algal blooms of non-silica requiring species, such as prymnesiophytes, dinoflagellates and blue-green algae have increased. We will investigate if there is a connection between high NP:Si-ratios and selection towards toxic species by exposing the natural phytoplankton communities contained in mesocosms to a gradient of N:P:Si ratios (in the inflowing medium). In this way we will be able to see if a specific toxic species will out compete the diatoms. In these experiments we will use a combination of new standardized and advanced methods. In an attempt to couple the nutrient cell status to toxicity, the cell toxin content will be determined by HPLC after cell-sorting a few thousands of the desired cells with the help of a flow cytometer. This will be the first time that the nuclear microprobe will be used for the study of the elemental composition of a single phytoplankton cell growing among thousands of other species in nature. These 2 experimental approaches have never been applied yet in phytoplankton ecology in order to get information on the connection between intracellular nutrient composition and toxin production in toxic phytoplankton species occurring in nature. The regulation of toxin production is not only due to genetical inheritance but also due to the cellular chemical composition (the latter being regulated by the medium the algae is growing in). The effect of N:P ratios on the cellular chemical composition and toxin production will be compared in different toxic species... Prime Contractor: University of Kalmar, Aquatic Ecology Department, Institutionen för Naturvetenskap; Kalmar; Sweden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Physik durchgeführt. Das Verhalten der photoaktivierbaren Nanoformulierungen Foslip und Fospeg soll mit speziellen optischen Methoden untersucht werden. Dieser Ansatz erlaubt eine genauere Bestimmung wichtiger Parameter wie z.B. der intrazellulären Wirkstofffreisetzung und kann in Zukunft einen entscheidenden Beitrag zur Analytik photoaktivierbarer Wirkstoffe leisten. Die Arbeit beinhaltet 5APs. AP1: Untersuchungen zur Aufnahme der beiden Formulierungen und deren Phototoxizität an den ausgewählten Zelllinien. Die Überprüfung der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, Herausarbeitung evtl. Unterschiede zwischen den Zelllinien. Bestimmung der Phototoxizität: mittels z.B. MTT-Test, Resazurin- oder Caspase-Assay. Im AP2 wird als innovativster Schritt des Projektes die intrazelluläre Freisetzung des PS aus den beiden Formulierungen über die Beobachtung der 1O2 -Lumineszenzkinetik und der Triplettlebensdauer des PS verfolgt. Gleichzeitig soll die Frage nach evtl. Unterschieden im Verhalten der einzelnen Zelllinien untersucht werden um Rückschlüsse auf die Rückverteilung des PS in den Blutstrom und somit auch auf die Pharmakokinetik zu ermöglichen. AP3: Nutzung von FLIM und CLSM (costaining) zur Beurteilung der Freisetzung des PS aus den Formulierungen mit den gleichen Teilaspekten wie in AP2. In AP4 wird kontinuierlich geprüft ob und in welchem Maß die Ergebnisse aus AP2 und AP3 korrelieren. AP5: Aufbereitung der Daten für das EDV-gestützte PBPK- Modell, Publikation der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von geneXplain GmbH durchgeführt. ExITox-2 hat zum Ziel eine integrierte Teststrategie (IATA) zu entwickeln, die Tierversuche mit wiederholter inhalativer Verabreichung ersetzt. Der in ExITox-1 entwickelte Read across Ansatz soll weiterentwickelt werden. Neben der Gruppe der Vinylester sollen in ExITox-2 vier neue Gruppen, die Lungenfibrose bzw. Lungenentzündung verursachen, getestet werden. Neue Aspekte sind: i) Integration von in vitro Daten aus Toxv21; ii) Abschätzung der Toxikokinetik mit Hilfe von PBPK- und QSAR Modellen; iii) Unterscheidung von Genexpressionsveränderungen bei geringen und hohen Dosen; iv) Analyse der microRNA; v) Bestätigung der Genexpressionsänderungen durch RTqPCR. Zur besseren Darstellung der Ergebnisse werden Mastersignalwege entwickelt, um zellspezifische Antworten von generellen Stressantworten zu unterscheiden. Die Integration dieser Ergebnisse in eine Test- und Bewertungsstrategie (IATA) soll zur Einschätzung der Toxizität einer inhalierbaren Chemikalie ohne Tierversuch führen. AP1 Stoffauswahl: Zwei Stoffgruppen sollen zu 'Fibrosis' und 'Inflammation' ausgewählt werden (M1.2), sowie Literaturdaten zu den Leitstoffen und Analoga identifiziert werden (M1.3). AP5 Bioinformatik Für 'Hyperplasie', 'Fibrose' und 'Entzündung' werden master pathways erstellt (M 5.1). Differentiell exprimierte Gene (DEG) werden bestimmt (M 5.2). Mit Hilfe der upstream Analyse werden gewebespezifische Masterregulatoren identifiziert (M 5.5). Daraus werden RAX spezifische Profile erstellt (M 5.6). AP6: Transfer der experimentellen Daten und Modelle in die IATA. Es werden die biologischen Profile innerhalb der Stoffgruppe (intra-group) und unter den Stoffgruppen (inter-group) verglichen (M 6.2), sowie zur Ermittlung von AOP und generellen Stressantworten die Stoffgruppen-spezifischen Profile mit den Daten aus M5.1 abgeglichen (M 6.3). Die Ergebnisse des Projektes werden in eine Bewertungsstrategie (IATA) integriert (M 6.4).
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IBE R&D Institute for Lung Health gGmbH durchgeführt. Das Forschungsvorhaben dient der Prävalidierung eines in vitro-Verfahrens, das als Ersatzmethode zum Tierversuch die Risikobeurteilung schwer löslicher, lungengängiger Partikel erlauben soll. Die Validierung und Überführung des Verfahrens in eine OECD-Richtlinie sollen Gegenstand eines Anschlussvorhabens werden. Die experimentellen Arbeiten werden vom IBE R&D gGmbH, der AG Frede (Universitätsklinikum Essen) und der AG Albrecht (IUF Düsseldorf) durchgeführt und in einem gemeinsamen Arbeitsplan beschrieben. Ausgangsbasis ist das bei der IBE R&D gGmbH genutzte Vektorenmodell zur Auswertung biologischer Antworten von Alveolarmakrophagen auf lungengängige Partikel. Als Standard dienen von drei Industriepartnern bereitgestellte Proben. Das vorhandene Vektorenmodell soll durch Verwendung von Zelllinien an den Stand der Wissenschaft angepasst werden. Dazu wird u.a. die Phagozytoseleistung der Zellen, die Zellschädigung und Apoptose, die Produktion von relevanten Signalmolekülen (zahlreiche Interleukine) sowie die Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies und Stickstoffmonoxid mit aktuellen Methoden erfasst und mit den Werten isolierter Alveolarmakrophagen verglichen. Geeignete Parameter werden in eine Score-Skala zur Gesamtbeurteilung der Toxizität einfließen, deren Aussagekraft mit biometrischen Verfahren abgesichert wird. Die Prävalidierung soll mit einem Ringversuch abgeschlossen werden, der anhand GLP-fähiger Standardvorschriften von den drei o.g. Gruppen durchgeführt wird. Mit dem erweiterten Vektorenmodell will das IBE R&D gGmbH seine Position als Entwickler alternativer Testmethoden stärken. Eine Patentanmeldung sowie einschlägige Publikationen werden in Betracht gezogen. Erträge sollen für den weiteren Aufbau des IBE R&D gGmbH eingesetzt werden. Die Prävalidierung bildet die Grundlage für die Validierung des Verfahrens, das die Anzahl der z.B. im REACH-Prozess geforderten Tierversuche senken soll.
Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut Dynamik komplexer technischer Systeme durchgeführt. Das Gesamtvorhaben zielt auf das bessere Verständnis der in P. putida ablaufenden zellulären Vorgänge in Bezug auf den Einsatz als biotechnologischer Produzentenstamm ab. Dabei sollen experimentelle Techniken mit theoretischen Beschreibungen verknüpft werden. Im beantragten Teilprojekt geht es konkret um die Bereitstellung einer Modellierungs- und Simulationsumgebung, in der die mathematischen Modelle abgelegt und analysiert werden können. Der Arbeitsplan sieht insgesamt drei Teilbereiche vor: (i) Modellierung und Modellierungsplattform. Die Erstellung effizienter mathematischer Modelle und ihre Verifikation ist Grundlage für Teilbereich (ii): Modellanayse und die Versuchsplanung. In Bereich (iii) geht es um die Entwicklung von Methoden des Reverse Engineering. Steht eine effiziente und umfangreiche Modellbausteinbibliothek zur Verfügung mit der die wesentlichen zellulären Vorgänge erfasst werden können, so bildet die Modellierungs- und Simulationsumgebung eine wesentliche Voraussetzung um mathematische Modelle in größerem Maßstab erstellen zu können und auch für andere biotechnologisch relevanten Organismen einsetzen zu können.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Universitätsklinikum Essen, Institut für Physiologie durchgeführt. Das Forschungsvorhaben dient der Prävalidierung eines in vitro-Verfahrens, das als Ersatzmethode zum Tierversuch die Risikobeurteilung schwer löslicher, lungengängiger Partikel erlauben soll. Die Validierung und Überführung des Verfahrens in eine OECD-Richtlinie sollen Gegenstand eines Anschlussvorhabens werden. Die experimentellen Arbeiten werden vom IBE R&D gGmbH, der AG Frede (Universitätsklinikum Essen) und der AG Albrecht (IUF Düsseldorf) durchgeführt und in einem gemeinsamen Arbeitsplan beschrieben. Ausgangsbasis ist das bei der IBE R&D gGmbH genutzte Vektorenmodell zur Auswertung biologischer Antworten von Alveolarmakrophagen auf lungengängige Partikel. Als Standard dienen von drei Industriepartnern bereitgestellte Proben. Das vorhandene Vektorenmodell soll durch Verwendung von Zelllinien an den Stand der Wissenschaft angepasst werden. Dazu wird u.a. die Phagozytoseleistung der Zellen, die Zellschädigung und Apoptose, die Produktion von relevanten Signalmolekülen (zahlreiche Interleukine) sowie die Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies und Stickstoffmonoxid mit aktuellen Methoden erfasst und mit den Werten isolierter Alveolarmakrophagen verglichen. Geeignete Parameter werden in eine Score-Skala zur Gesamtbeurteilung der Toxizität einfließen, deren Aussagekraft mit biometrischen Verfahren abgesichert wird. Die Prävalidierung soll mit einem Ringversuch abgeschlossen werden, der anhand GLP-fähiger Standardvorschriften von den drei o.g. Gruppen durchgeführt wird. Mit dem erweiterten Vektorenmodell will das IBE R&D gGmbH seine Position als Entwickler alternativer Testmethoden stärken. Eine Patentanmeldung sowie einschlägige Publikationen werden in Betracht gezogen. Die Prävalidierung bildet die Grundlage für die Validierung des Verfahrens, das die Anzahl der z.B. im REACH-Prozess geforderten Tierversuche senken soll. Die Untersuchungen von Frau Euschewski sollen zudem Bestandteil ihrer Doktorarbeit werden.