Das Projekt "In-vivo-Quantifizierung von Inflammation und Destruktion in murinen Arthritismodellen mittels PET/CT als Beitrag zur Reduktion der Zahl der in Forschung und Entwicklung verwendeten Versuchstiere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V., Hans-Knöll-Institut, Abteilung Zell- und Molekularbiologie durchgeführt. Ziel des beantragten Projekts ist es, die Zahl der für die präklinische Arthritis-Forschung eingesetzten und getöteten Mäuse drastisch zu reduzieren. Dazu soll eine nicht-invasive Bildgebungsmethode (PET/CT) am lebenden Tier als Ersatz für die bisher eingesetzte histopathologische Untersuchung von Entzündung und Knorpel- und Knochendestruktion etabliert werden. Da solche histopathologischen Untersuchungen zu verschiedenen Zeitpunkten der Arthritis-Pathogenese oder zu verschiedenen Zeitpunkten nach therapeutischen Eingriffen durchgeführt werden, müssen zu jedem dieser Untersuchungszeitpunkte Tiere getötet werden. Eine nicht-invasive Untersuchungsmethode, welche die histopathologischen Untersuchungen ersetzen könnte, würde deshalb die Zahl der für die Arthritis-Forschung benötigten Tiere erheblich reduzieren. Die Datenakquisition mit dem Inveon PET/CT, die radiochemischen Arbeiten mit 18F-FDG sowie die Entwicklung der neuen Tracer für die Quantifizierung der Knochendestruktion mittels PET erfordern für die Laufzeit des Projekts eine wissenschaftliche Arbeitskraft mit entsprechenden Kenntnissen im Umfang von 0,5 einer Vollzeitstelle. Es sind der Aufbau der Methodik und die Etablierung verlässlicher Protokolle notwendig. Die radiochemische Synthese muss entwickelt, die Analysemethoden angepasst und biochemische Experimente (z.B. Analyse von Blutproben) durchgeführt werden. Für die erfolgreiche Bearbeitung des Projekts sind diese Tätigkeiten essentiell.
Das Projekt "In-vivo-Quantifizierung von Inflammation und Destruktion in murinen Arthritismodellen mittels PET/CT als Beitrag zur Reduktion der Zahl der in Forschung und Entwicklung verwendeten Versuchstiere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Universitätsklinikum, Institut für Immunologie durchgeführt. Ziel des beantragten Projekts ist es, die Zahl der für die präklinische Arthritis-Forschung eingesetzten und getöteten Mäuse drastisch zu reduzieren. Dazu soll eine nicht-invasive Bildgebungsmethode (PET/CT) am lebenden Tier als Ersatz für die bisher eingesetzte histopathologische Untersuchung von Entzündung und Knorpel- und Knochendestruktion etabliert werden. Da solche histopathologischen Untersuchungen zu verschiedenen Zeitpunkten der Arthritis-Pathogenese oder zu verschiedenen Zeitpunkten nach therapeutischen Eingriffen durchgeführt werden, müssen zu jedem dieser Untersuchungszeitpunkte Tiere getötet werden. Eine nicht-invasive Untersuchungsmethode, welche die histopathologischen Untersuchungen ersetzen könnte, würde deshalb die Zahl der für die Arthritis-Forschung benötigten Tiere erheblich reduzieren. Um die Methodik zur Quantifizierung erosiver Läsionen anhand rekonstruierter CT-Daten zu entwickeln, wird zuerst an fixierten Pfoten von arthritischen und gesunden Mäusen ein adäquates CT-Messprotokoll und die Software für die Datenauswertung etabliert. Das Messprotokoll wird dann für Messungen am lebenden Tier modifiziert und die molekulare Bildgebung mittels PET/CT in mehreren in Industrie und Forschung gebräuchlichen Arthritismodellen validiert. Die Tauglichkeit der Methode als Therapiekontrolle wird durch die Anwendung von Photodynamischer Therapie bei arthritischen Mäusen untersucht. Dies erfolgt in Zusammenarbeit mit der Biolitec AG.
Das Projekt "Risk assessment of engineered nanoparticles (ENPRA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institute for Occupational Medicine (IOM) durchgeführt. Objective: Engineered Nanoparticles (ENP) are increasingly produced for use in a wide range of industrial and consumer products. Yet it is known that exposure to some types of particles can cause severe health effects. Therefore it is essential to ascertain whether exposure to ENP can lead to possible health risks for workers and consumers. We have formed a consortium of well-known scientists from European Universities and Research Institutes, with over 100 publications in the field of Nanotoxicology. Our aim is to develop an approach for the Risk Assessment of ENP (ENPRA). Our objectives are: (i) to obtain a bank of commercial ENP with contrasting physico-chemical characteristics and measure them; (ii) to investigate the toxic effects of ENP on 5 (pulmonary, hepatic, renal, cardiovascular and developmental) target systems and 5 endpoints (oxidative stress, inflammation; immuno-toxicity; fibrogenecity; genotoxicity) using in vitro animal/human models; (iii) to validate the in vitro findings with a small set of carefully chosen in vivo animal experiments; (iv) to construct mathematical models to extrapolate the exposure-dose-response relationship from in vitro to in vivo and to humans; (v) to use QSAR like models to identify the key ENP characteristics driving the adverse effects; (vi) to implement a risk assessment of ENP using the Weight-of-Evidence approach; (vii) to disseminate our findings to potential stakeholders. To harmonise the research activities between our EU group and the US, we have established links with scientists from US Universities (Duke, Rochester) and Government Agencies (NIH/NIEHS, NIOSH and EPA) with on-going research in Nanotoxicology. Our objectives here are: (vii) to share information and agree on experimental protocols; (viii) to avoid duplication of work; (ix) to further validate the findings of this proposed study.
Das Projekt "Comprehensive assessment of hazardous effects of engineered nanomaterials on the immune system (NANOMMUNE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karolinska Institute durchgeführt. Objective: Engineered nanomaterials (ENs) present tremendous opportunities for industrial growth and development, and hold great promise for the enrichment of the lives of citizens, in medicine, electronics, and numerous other areas. However, there are considerable gaps in our knowledge concerning the potential hazardous effects of ENs on human health and the environment. Our EU-US partnership is committed to filling these knowledge gaps through a comprehensive assessment of ENs, with particular focus on effects on the immune system. The immune system is designed to respond to pathogens and foreign particles, and a core concept underpinning the current project is that the recognition versus non-recognition of ENs by immune-competent cells will determine the distribution as well as the toxicological potential of these materials. Our multidisciplinary consortium will focus on the procurement, synthesis and detailed physico-chemical characterization of representative categories of ENs, and the monitoring of potential hazardous effects using an array of in vitro and in vivo systems, as well as transcriptomic and oxidative lipidomic testing to determine specific nanotoxic profiles (signatures) of these materials. The final and integrative component of our research project is risk assessment of potential adverse effects of ENs on human health, and the dissemination of our findings. Through our comprehensive approach, which combines analytical procedures from many different disciplines and leading experts from several national institutes devoted to occupational and environmental safety, we aim to establish a panel of read-out systems for the prediction of the toxic potential of existing and emerging ENs, thus enabling a continuous and sustainable growth of the nanotechnologies. Overall, the results generated through this international program will contribute to the understanding and mitigation of possible adverse effects of nanomaterials.