Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 2 Biologie,Chemie durchgeführt. Ziel des Gesamtverbundvorhabens ist der vollständige Ersatz des Draize-Augenirritationstests durch ein neuartiges mechanistisches Testsystem, basierend auf biotechnologisch hergestellten Hemikornea- und Konjunktivaäquivalenten. Das Verfahren beruht auf einer multiplen Endpoint-Analyse und soll das augenirritierende Potential von Chemikalien differenziert und in all seinen Abstufungen (alle GHS-Kategorien) korrekt vorhersagen. Der Arbeitsschwerpunkt der Universität Bremen ist die Entwicklung eines Hemi-Korneamodells, das eine künstliche Bowmanns-Membran zur Trennung von Epithel und Stroma nach Fertigstellung einschließt. Für die Dauer des beantragten Projektes sind 24 Monate geplant. Es gliedert sich in 4 Arbeitspakete: Entwicklung einer Methode zur Trennung von Epithel und Stroma nach Fertigstellung und Reproduzierbarkeit der Methode anhand Positiv und Negativkontrollen. Ermittlung geeigneter Testparameter und Überprüfung der Methode anhand ausgewählter Testsubstanzen. Erstellung eines vorläufigen Prädiktionsmodells. Projektziel der folgenden Phase ist ein erfolgreicher Methodentransfer in mindestens eines der anderen beteiligten Labore. In der 4. Projektphase wird eine multiple Endpoint-Analyse auf Basis der bei allen Verbundpartnern entwickelten Methoden und ihre Relevanz anhand ausgewählter Chemikalien überprüft. Letzter Meilenstein ist die Erstellung eines endgültigen Prädiktionsmodells.
Das Projekt "Spheroid-Based-Screen: Aufbau einer technologischen Plattform zum Einsatz eines 3D-Zellkulturmodells im industriellen Anti-Tumor-Wirkstoff-Screening-Prozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Pathologie und Tumorimmunologie durchgeführt. The number of new drug candidates for the treatment of solid and metastatic malignancies identified and synthesized via modern high throughput technologies has consistently increased since only a few years. Driven by both ethical and economical incentives, this has already resulted in a shift of the test strategies used by the Pharmaceutical Industry in the early drug development process as reflected by the increased demand for and application of cell based assays. Currently available two-dimensional cell based assays, however, still reflect a highly artificial cellular environment. 3-D culture systems are known to better mimic the in vivo behavior of many cell types and are promising approaches for sophisticated in vitro drug screening. Scientific evidence from the past three decades indicates that these 3-D models can essentially contribute to a more efficient selection of the most promising drug candidates and the treatment modalities prior to and ultimately in place of animal testing (Kunz-Schughart et al., J. Biomol. Screen. 9:273, 2004). The objective of the project at the University of Regensburg (Institute of Pathology and Department of Pharmaceutical Technology) is to establish an advanced technological platform for the application of the spheroid 3-D culture system for high throughput screening of new anti tumor drug candidates. Our intention is to optimize, adapt and standardize this model system for industrial requirements. Cooperation with the industrial partner Avalon Pharmaceuticals Inc., MD, USA, shall guarantee a user oriented development of the platform. The evaluation of the culture system and platform includes the application of a defined number of well-known control substances/drugs to allow an adequate correlation of in vitro and in vivo data. A unique collection of standardized experimental protocols for the robust application of multiple human tumor cell lines in spheroid culture will build the base both to achieve general acceptance of the platform by the Pharmaceutical Industry and to conceptually provide the service of a spheroid culture and data archive located in Germany.
Das Projekt "Pilotprojekt zur Multiple Chemical Sensitivity (MCS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens, das sich mit Untersuchungen zur Multiple Chemical Sensitivity (MCS) befasst, ist die Beantwortung folgender Fragestellungen: Handelt es sich bei der Überempfindlichkeit gegenüber Chemikalien um ein psychologisches oder medizinisch fassbares Problem? Gibt es Hinweise auf funktionelle Störungen des Nervensystems, des Immunsystems oder des Endokriniums? Wird MCS durch psychogenen Stress hervorgerufen? Kündigt sich die Erkrankung an; hat sie ein charakteristisches Erscheinungsbild und einen typischen Verlauf? Handelt es sich um eine eigenständige somatische Erkrankung, die bisher nicht diagnostizierbar war? Handelt es sich um eine bisher nicht diagnostizierbare psychiatrische Erkrankung? In dem Vorhaben wurden 20 Patienten mit MCS unter standardisierten Bedingungen eingehend untersucht bzw. nachuntersucht. Die Untersuchungen beruhten auf einem ganzheitlichen Verständnis des Patienten berücksichtigten sein psychosoziales Umfeld sowie mögliche schädigende Umwelteinflüsse. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens weisen darauf hin, dass der Ursprung von MCS eher psychologischer als somatischer Natur ist und die Erkrankung daher auch entsprechender Diagnose- und Therapieverfahren bedarf.
Das Projekt "Einfluss eines rekombinanten humanen P450-Systems auf endogene Inhaltsstoffe in transformierten Pflanzen von Nicotiana tabacum L." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Pflanzliche P450-Enzyme besitzen sowohl Aufgaben im Primär- und Sekundärstoffwechsel der Pflanzen als auch in der Metabolisierung von Xenobiotika einschließlich Herbiziden. Da z.B. Mais eine natürliche Resistenz gegenüber dem Triazin-Herbizid Atrazin aufweist, konnten suszeptible Wildpflanzen, die bei Feldanbau neben den Kulturpflanzen aufkommen, durch Anwendung des Herbizids ohne Schädigung der Kulturpflanzen selektiv bekämpft werden (Herbizidselektivität). Kulturpflanzen wie z.B. Tabak und Kartoffel, die keine oder nur eine unzureichende natürliche Resistenz gegenüber einem bestimmten Herbizid besitzen, können durch Agrobacterium tumefaciens-vermittelte Transformation mit einem Säuger-P450-Isoenzym (z.B. CYP1A1 oder CYP1A2) Herbizid-resistent werden. Seit einigen Jahren gibt es in dieser Richtung Bestrebungen, P450-transgene Pflanzen herzustellen. Aufgrund der überlappenden, breiten Substratspezifität des jeweils eingebrachten Säuger-P450-Isoenzyms (Ratte, Mensch) wird in den transgenen Pflanzen meist eine multiple Resistenz gegen verschiedene Herbizide mit unterschiedlichen Strukturen und Wirkmechanismen beobachtet. Vor der Vermarktung von transgenen Pflanzen müssen diese in Feldversuchen getestet werden. Dabei wird die Verträglichkeit des Genproduktes, die Eigenschaften der modifizierten Pflanze, die Expressionsstabilität des eingebrachten Fremd-Gens und mögliche ökologische Auswirkungen untersucht. Zusätzlich sollte neben der Substratspezifität des fremden P450-Isoenzyms gegenüber Xenobiotika getestet werden, ob pflanzliche Sekundärmetaboliten als Substrate in Frage kommen. Außerdem sind mögliche Einflüsse auf den normalen Stoffwechsel der Pflanzen von Interesse, die sich auf den Phänotyp der Pflanzen auswirken können. Z.B. wurde bei Cyp2c14-transformierten Tabak-Pflanzen (aus Kaninchen) eine verstärkte Seneszenz beschrieben, die sich in einem verringertem Chlorophyll-Gehalt, einem erhöhten Gehalt an Abbauprodukten der Lipid-Peroxidation und einem Abbauprodukt des Nornicotins und in einer Abnahme des Nicotin-Gehaltes äußerte. Außerdem wuchsen die Pflanzen langsamer und brauchten mehr Zeit zur Bewurzelung. Dies sind Anzeichen dafür, dass das Einbringen eines Fremd-P450-Gens in Tabak über die oxidative Veränderung der Membranlipide oder -sterole und damit über die Veränderung der Membranstruktur, durch einen hormonellen Eingriff durch Umsetzung eines Brassinosteroids oder die Unterdrückung endogener P450-Gene möglicherweise schwerwiegende metabolische Auswirkungen zur Folge haben kann. Vor diesem Hintergrund wurde untersucht, ob die Agrobakterien-vermittelte Transformation von Tabak mit der cDNA des humanen CYP1A2 Auswirkungen auf den endogenen Nicotin-Gehalt der Pflanzen zur Folge haben. CYP1A2 gehört dabei neben anderen Isoenzymen im Gegensatz zu den Hauptenzymen CYP2A6, CYP2B6 und CYP2D6 zu den Isoenzymen, die Nicotin nur bei hoher Substratkonzentration umsetzen. Nicotin besitzt dabei als natürliches Insektizid eine wichtige ökol u.s.w.
Das Projekt "Statistische Analyse multipler Datensätze zur Identifikation von Engpässen und Entwicklung neuer Konzepte für die Optimierung von Biogasprozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bioreact GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist, durch Sammlung, Integration und statistische Analyse einer Fülle von Daten aus Biogasanlagen und parallelen Gärversuchen, Prozessengpässe innerhalb des metabolischen Netzwerks genauer zu lokalisieren und daraus neue Konzepte, Produkte und Dienstleitungen für die Optimierung und Stabilisierung des Biogasprozesses abzuleiten. Dazu werden (bio)chemisch-physikalische, mikrobiologische und Leistungsparameter der Prozesse bestimmt und miteinander in Beziehung gesetzt. Zudem werden neuartige Parameter zur besseren Prozesscharakterisierung identifiziert und Tests für ihre Messung entwickelt. 2. Arbeitsplanung: AP1: Auswahl, Befragung, Betreuung und Probenahme in 5 Praxisanlagen. AP 2: Kontinuierliche Gärversuche mit Beprobung zur Realisierung und Analyse von Problemszenarien. AP 3: (Bio)chemisch-physikalische Prozessanalyse und Bestimmung von Enzymspektren in Proben aus den Biogasanlagen und laufenden Gärversuchen. AP 4:Identifikatin neuer Prozessparameter durch Applikation von puls- und stufenförmigen Prozessstörungen sowie Beobachtung des Relaxationsverhaltens. Weiterentwicklung der NIR-Technik zur simultanen und schnellen Bestimmung metabolischer Daten und Enzymspektren. AP 5: Anwendung u.a. der Faktoren- und Hauptkomponentenanalyse auf die multiplen Datensätze und Identifikation metabolischer Engpässe. Entwicklung neuer Konzepte und Produkte für die Prozessoptimierung.
Das Projekt "Ökologie der Resistenz gegen quaternäre Ammoniumverbindungen bei klinischen Isolaten gram-negativer Species: Charakterisierung der funktionellen und genetischen Resistenzmechanismen und deren mögliche Korrelation mit einer multiplen Antibiotikaresist" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Diagnostikzentrum, Institut für Medizinische Mikrobiologie Virologie und Hygiene durchgeführt. In den letzten Jahren wurde zunehmend über Resistenzphänomene von gram-negativen Bakterien gegenüber quaternären Ammoniumverbindungen berichtet. Quaternäre Ammoniumverbindungen mit dem wichtigsten Wirkstoff Benzalkoniumchlorid werden vor allem als Desinfektions- und Konservierungsmittel eingesetzt. Angesichts der Problematik durch multiantibiotikaresistente Problemkeime werden quaternäre Ammoniumverbindungen in jüngster Zeit jedoch auch verstärkt als Wund- und Hautantiseptika zur lokalen antiinfektiven Therapie eingesetzt. Da über die Mechanismen der Resistenz gegenüber quaternären Ammoniumverbindungen bei gram-negativen Bakterien fast nichts bekannt ist, ist es das Ziel des vorgelegten Projektes, die genetischen und funktionellen Resistenzmechanismen aufzuklären. Darüber hinaus soll geklärt werden, ob eine enge Korrelation zwischen einer Multiresistenz gegenüber Antibiotika und einer Resistenz gegen quaternäre Ammoniumverbindungen besteht, wie das einige Autoren befürchten.
Das Projekt "Schwefelisotopenuntersuchungen gelöster und fester Schwefelspezies in Fluiden, Mineralpräzipitaten, Sedimenten und Gesteinen des Mittelatlantischen Rückens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Geologisch-Paläontologisches Institut und Museum durchgeführt. Zentrales Ziel ist das qualitative und quantitative Verständnis des Schwefelkreislaufs am mittelozeanischen Rücken. Bisherige Ergebnisse zu Konzentration und Schwefelisotopie diverser Schwefelbindungsformen in Fluiden, Präzipitaten und Gesteine der beiden Zielgebiete (Logatchev Hydrothermalfeld und Gebiete am südlichen MAR) belegt sowohl anorganischen (Extraktion von S aus der ozeanischen Kruste sowie hoch-T-Sulfatreduktion) als auch biologischen (Reduktion von Sulfat und elementarem Schwefel) Umsatz diverser Schwefelbindungsformen, inkl. metastabiler Thiole. Eine Abschätzung über den Anteil an rezykliertem Meerwassersulfat am Gesamtschwefelbudget hydrothermaler Fluide liegt bei 30 Prozent, basierend u.a. auf den ersten multiplen S-Isotopendaten. Die zukünftigen Arbeiten konzentrieren sich auf zwei Aspekte: (a) die Bestimmung multipler S-Isotope in Sulfiden mit unterschiedlicher Ortsauflösung um (i) die Beiträge aus verschiedenen Quellen besser zu quantifizieren und (ii) eine grundsätzliche Betrachtung der S-Isotopensystematik in Hydrothermalsystemen am MOR zu verstehen, und (b) die Quantifizierung des biologischen S-Umsatzes (und damit verbundener Isotopenfraktionierungen) auf der Basis von Experimenten mit Reinkulturen von S-Organismen, die aus den verschiedenen Sites kultiviert werden konnten.
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| Förderprogramm | 7 |
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