Das Projekt "Alternativmethoden - Verbundprojekt: MoNLightBoNT-Assay - Entwicklung eines Assays zur Bestimmung der Aktivität von Botulinumtoxin auf Basis transgener zu Motoneuronen differenzierter humaner Stammzellen^Teilprojekt B, Teilprojekt A" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Potsdam, Institut für Ernährungswissenschaft, Lehrstuhl für Biochemie der Ernährung (BCE).
Das Projekt "Alternativmethoden - Verbundprojekt: MoNLightBoNT-Assay - Entwicklung eines Assays zur Bestimmung der Aktivität von Botulinumtoxin auf Basis transgener zu Motoneuronen differenzierter humaner Stammzellen, Teilprojekt B" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Lebensmitteltoxikologie und Chemische Analytik.Botulinumtoxin wird zur Behandlung von Krankheiten sowie in der ästhetischen Medizin eingesetzt. Obwohl Alternativen existieren, wird die Aktivität des aus C. Botulinum- Kulturen gereinigten Neurotoxins meist über einen Maus-Letalitäts-Test bestimmt. Bei Vorarbeiten wurden neuronale Tumorzelllinien entwickelt, in denen die Stimulus-abhängige Freisetzung eines in neurosekretorische Vesikel umgeleiteten Reporterenzyms durch Botulinumtoxin gehemmt wurde. Das System ist grundsätzlichen für die Bestimmung der Botulinumtoxinaktivität geeignet, weist aber noch Nachteile auf. Die empfindlichsten Zielstrukturen des Botulinumtoxins im Menschen sind Motoneurone. Daher soll das in den Vorarbeiten entwickelte Reportersystem in transgene humane Motoneurone (MNs) eingebracht werden, die aus neuronalen (NSCs) oder induzierten pluripotenten humanen Stammzellen (hiPSCs) differenziert werden. Damit könnten die Vorteile beider Systeme, die hohe Empfindlichkeit der aus Stammzellen differenzierten Neurone sowie das universell anwendbare und technisch einfache Nachweissystem, in einem Testsystem kombiniert werden. Ziel ist es, mit diesen Zellen einen praxistauglichen Test zu entwickeln, der die Bestimmung der Aktivität von Botulinumtoxin in pharmazeutischen Zubereitungen erlaubt und ein Alternativverfahren zum Maus-Letalitäts-Assay darstellt. 1) Testung unterschiedlicher Differenzierungsprotokolle und Stammzellen; 2) Charakterisierung der differenzierten Zellen bezüglich der Expression der als relevant identifizierten Botulinumtoxin-Targets; 3) Differenzierung nach den zuvor etablierten Protokollen der in Potsdam hergestellten transgenen Stammzellen, die das Reporterkonstrukt im AAVS1-Lokus integriert haben; 4) Stimulus-abhängige Freisetzung des Reporters ist in den aus transgenen Stammzellen differenzierten Motorneuronen 5) Validierung des Testsystems mit den neu etablierten Zellen an den Standorten Potsdam und Hannover von unabhängigen Experimentatoren.
Das Projekt "Entwicklung eines In-vitro-Testprinzips für die Aktivitätsbestimmung von Botulinumtoxinen zum Ersatz von Tierversuchen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Paul-Ehrlich-Institut, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel, Abteilung Veterinärmedizin.Die gesetzlich vorgeschriebene Wirksamkeitsbestimmung der als Arzneimittel und Kosmetika hergestellten Botulinum-Neurotoxine BoNT/A und BoNT/B mittels LD50-Test erfordert jährlich über 600.000 Mäuse. Dieser qualvolle Tierversuch soll ersetzt werden. Wir wollen Assays entwickeln, die den Wirkmechanismus der Toxine (Bindung an Neuronen - Translokation in die Zelle - Spaltung neuronaler Proteine) in vitro abbilden. Botulinum-Neurotoxine wirken nach demselben Prinzip wie das Tetanus-Neurotoxin (TeNT). Wir haben bereits eine In-Vitro-Methode zur Bestimmung von TeNT entwickelt, die aktives Toxin anhand seiner Bindungsfähigkeit und Proteaseaktivität nachweist. Diese Strategie soll nun auf BoNT/A und BoNT/B übertragen werden und als Alternativtest dienen. Hierzu müssen zunächst die in dem Test verwendeten Bindungs- und Substratmoleküle an die Rezeptor- und Proteasespezifitäten der jeweiligen Botulinumtoxine angepasst und die Testbedingungen für jedes Toxin umfassend optimiert werden. Danach soll die Transferierbarkeit der Methode in andere Labore geprüft und ein Vergleich mit dem Tierversuch durchgeführt werden. Schließlich soll zur Validierung der Methode ein europäischer Ringversuch initiiert werden. Nach der Validierung wird eine Aufnahme der Methode in das Europäische Arzneibuch angestrebt, um eine breite Anwendung anstelle der LD50-Tests zu erreichen. Zudem soll geprüft werden, ob sich die Methode auch für weitergehende Anwendungen (z.B. Prüfung von Botulismusimpfstoffen) eignet.
Das Projekt "Entwicklung eines BoNT Wirksamkeits-Assays an humanen synaptischen Netzwerken als Alternativmethode zum LD50 Maus Test mittels iPSC-Technologie" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Düsseldorf, Institut für Neuro- und Sinnesphysiologie.
Das Projekt "Herstellung von keramischen Filtern zur photokatalytischen Entkeimung von Abwässern mittels Elektrospinning" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Hannover, Fakultät II Maschinenbau und Bioverfahrenstechnik.Das Vorhaben zielt auf die Herstellung eines Trägersubstrats für TiO2 - Partikel ab, die zur intensiven Entkeimung von Ab- und Brauchwässern mit Hilfe von UV-Strahlung genutzt werden. Das Substrat soll: - Keramischer Natur sein, da Träger auf Polymerbasis durch hohe Leistungsdichte der UV-Strahlungsquellen zerstört, die TiO2 - Partikel ausgeschwemmt werden und die Entkeimungszelle an Funktion verliert. - Eine hohe Oberfläche besitzen, damit die Kontaktfläche von Ab- oder Brauchwasser mit dem Trägersubstrat entsprechend hoch ist. - Zur Erzielung einer möglichst hohen Betriebssicherheit die Möglichkeit zur thermischen Reinigung von organischem Material bieten. - Für eine ozonfreie Entkeimung geeignet sein. Das Substrat soll in Form einer Entkeimungszelle Abwasser bis auf Trinkwasserqualität entkeimen, Brauchwasser von Biogasanlagen von Bakterien befreien (speziell vom anaerob lebenden Bakterium Clostridium Botulinum) oder Bohrschlämme entkeimen.
Das Projekt "Clostridium botulinum und Clostridium difficile - Statuserhebungen der beiden Errerger entlang der Lebensmittelkette ('from stable to table')" wird/wurde gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit.Klärung ob und ggf. wie eine Übertragung der Erreger auf den Menschen möglich ist. Umfassende Statuserhebung mit dem Ziel eine fundierte, Beurteilung von Befunden bei lebensmittelliefernden Tieren sowie in den entsprechenden Lebensmitteln zu ermöglichen. Umfassende Risikobewertung für ausgewählte Stoff-Erreger-Kombinationen
Das Projekt "Biogas: Abundanz und Vielfalt von Clostridien in landwirtschaftlichen Biogasanlagen unter besonderer Berücksichtigung von Clostridium botulinum" wird/wurde gefördert durch: Fachhochschule Hildesheim,Holzminden,Göttingen HAWK. Es wird/wurde ausgeführt durch: HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Hildesheim,Holzminden,Göttingen, Fachgebiet Nachhaltige Energie- und Umwelttechnik.
Das Projekt "Entwicklung eines Real-Time-Reverse-Transcriptase-PCR-Verfahrens zum Nachweis von Clostridium-botulinum-(Typ A, B, E und F)-Neurotoxin-Produktion in Lebensmitteln als Alternative zum Mäuse-Bioassay" wird/wurde gefördert durch: Stiftung zur Förderung der Erforschung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zur Einschränkung von Tierversuchen. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Gießen, Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde, Professur für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde.Projektziel war es, eine Ersatzmethode des bislang als 'golden standard' geltenden Mäuse-Bioassays ('Mäusetest') zum Nachweis von Clostridium botulinum-Neurotoxinen (Bont) in Lebensmitteln durch ein Real Time Reverse Transkriptase - PCR - Verfahren (Real Time RT - PCR) zu entwickeln. Clostridium botulinum (C. botulinum) ist ein obligat anaerobes, sporenbildendes Stäbchenbakterium, das zur Familie der Clostridiaceae gehört. Der weit verbreitete Erreger ist in der Lage, sieben verschiedene Neurotoxintypen (Bont/A-G) zu produzieren. Botulinumtoxine gelten als stärkste natürlich vorkommende Gifte, die beim Menschen und bei Tieren den Botulismus verursachen. Bei Lebensmittelvergiftungen stehen hauptsächlich die Typen A, B und E, seltener F, im Vordergrund, während bei den Tieren überwiegend die Typen C und D klinisch Botulismus hervorrufen können. Der klassische Nahrungsmittel-Botulismus ist eine lebensbedrohliche Intoxikation des Menschen. Nach einer Inkubationszeit von wenigen Stunden bis mehreren Tagen treten schwerwiegende Krankheitssymptome auf, die den Tod nach sich ziehen können. Die Untersuchung einer verdächtigen Lebensmittelprobe bedarf gemäß der DIN-Norm 10102/§ 64 LFGB, L 06.00-26 einer Anzahl von mindestens 54 Versuchsmäusen. Deshalb wurde als Alternativmethode ein Real Time Reverse Transkriptase-PCR-Verfahren (Real Time RT -PCR) zum Nachweis von C. botulinum Typ A-, B-, E- und F-Neurotoxinproduktion in Lebensmitteln entwickelt. Ein solches molekularbasiertes Verfahren dürfte gleichzeitig als Basis für die innovative Entwicklung von weiteren Ergänzungs- und Ersatzmethoden dienen. Es ist gelungen, ein molekularbasiertes Verfahren (Real Time RT-PCR-Verfahren) zu entwickeln, mit dessen Hilfe ein eindeutiger, sowohl qualitativer als auch quantitativer Nachweis einer Genexpression aller Lebensmittel-assoziierten C. botulinum Toxintypen (Typ A, B, E und F), einschließlich deren Subtypen, möglich ist. Als Ausgangsbasis zur Etablierung der neuartigen Methode dienten 67, mittels biochemischer, serologischer und molekularbiologischer Feindifferenzierungs- und Typisierungsverfahren als C. botulinum charakterisierte Stämme (24 Typ A-, 31 Typ B-, sechs Typ E- und sechs Typ F-Stämme). Durch die Etablierung entsprechender Primer-Sondensysteme konnte über dem Nachweis der mRNA und deren Transkription in die cDNA eine Bont A-, B-, E- und F-Produktion nachgewiesen werden. Die absolute Quantifizierung basierte auf einer dekadischen Verdünnungsreihe von Bont A-, B-, E- und F-cDNA und wurde anhand einer Standardkurve berechnet. Die relative Quantifizierung der Bont A, B, E und F erfolgte durch den Einsatz eines als endogene Kontrolle fungierenden 'Housekeeping'-Gens, unter Einbeziehung der vergleichenden Ct-Methode. Auf dieser Weise konnte die tatsächliche Expression und somit die reale Menge an produziertem Neurotoxin ermittelt werden. Insgesamt kann eine Methodenkaskade vorgestellt werden, die als Alternative zum Mäuse-Bioassay dienen kann.
Das Projekt "Überleben von Clostridium botulinum auf landwirtschaftlichen Nutzflächen - Anschlussprojekt zur Risikoabschätzung bei der Entsorgungskette von biologischen Materialien im Hinblick auf toxinbildende Mikroorganismen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Göttingen, Institut für angewandte Biotechnologie der Tropen.A) Problemstellung: Clostridium botulinum ist ein weltweit verbreitetes Boden- und Sedimentbakterium, das unter geeigneten Bedingungen ein Toxin produzieren kann, das bei Mensch und Tier zu Botulismus - einer schweren Lebensmittelvergiftung mit oft tödlichem Ausgang - führen kann. Durch Untersuchungen von Prof. Böhnel, Universität Göttingen, wurde nachgewiesen, dass Kompost Clostridium botulinum enthalten kann. Daraufhin wurde vom UBA ein UFOPLAN-Vorhaben mit zwei Teilprojekten initiiert. Im ersten Teilprojekt wurde untersucht, ob es auf dem Weg zum Verbraucher (z.B. Blumenerde) zu Toxinbildung kommen kann. Das Vorhaben wurde 2000 abgeschlossen mit dem Ergebnis, dass eine aktuelle Gefährdung der Verbraucher durch Toxinproduktion nicht gegeben ist. Im zweiten Teilprojekt (FKZ 20062201) wurde untersucht, wie mit Kompost ausgebrachte Clostridium botulinum Bakterien auf einer landschaftlichen Nutzfläche überleben. Es zeigte sich, dass sie Überlebensfähigkeit von Clostridium botulinum erstaunlich groß war. Auch nach Ende des Forschungsprojektes waren noch hohe Bakterienkonzentrationen im Boden nachweisbar. Für eine Risikoabschätzung ist es sehr wichtig, das Überleben von Clostridium botulinum in diesem Boden weiter zu verfolgen. B) Durchführung: Die bereits im vorausgegangenen Projekt mit Clostridium botulinum haltigen Kompost angeimpften Versuchsflächen werden weiter aus das Überleben dieser Bakterien untersucht. C) Ziel des Vorhabens ist eine Risikoabschätzung beim Ausbringen von biologischen Materialien, die Clostridium botulinium enthalten können, auf landwirtschaftliche Nutzflächen.
Das Projekt "Vorkommen von Clostridium bolutinium in Biokompost und anderen Bodenverbesserungsmitteln bzw. Wirtschaftsduengern - Teil 2: Vergleichende Risikoabschaetzung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Göttingen, Institut für angewandte Biotechnologie der Tropen.Clostridium botulinum ist ein weltweit verbreitetes anaerobes Boden- und Sedimentbakterium, das sich besonders beim Vorliegen von Eiweiss gut vermehrt. Daher tritt es auch in nicht genuegend sterilisierten Lebensmitteln (z.B.: Fisch, Fleisch und Bohnenkonserven) auf. C. botulinum ist in der Lage, Toxine zu produzieren, die bei Mensch und Tier zu Botulismus, einer schweren Lebensmittelvergiftung mit oft toedlichem Ausgang, fuehren. Durch Untersuchungen von Prof. Boehnel, Universitaet Goettingen, im Rahmen eines DBU-Projektes wurde nachgewiesen, dass Kompost C. botulinum-Bakterien enthalten kann. Daraufhin wurde vom UBA ein Forschungsvorhaben zur Untersuchung von Biokomposten auf Botulinumtoxine vergeben. Das Vorhaben wurde im Januar 2001 beendet. In keiner der untersuchten Biokompostproben wurden Botulinumtoxine eindeutig nachgewiesen. Die Untersuchungen bestaetigen aber das Vorkommen von C. botulinum-Bakterien in Biokompostproben. Biokompost ist, wie wir durch Untersuchungen aus anderen Laendern wissen, sowohl im landwirtschaftlichen als auch im haeuslichen Bereich nicht die einzige Quelle fuer toxinbildende C. botulinum. Um eine realitaetsnahe Einschaetzung des Gefaehrdungspotentials zu ermoeglichen, muessen vergleichende Resikoabschaetzungen durchgefuehrt werden, die andere, schon seit langer Zeit bestehende Quellen mit einbeziehen. Dazu wurden in dem DBU-Vorhaben stichprobenartige Untersuchungen an Klaerschlamm, Guelle und Erden durchgefuehrt. Die Ergebnisse zeigen, dass auch in diesen Bereichen mit dem Auftreten von toxinbildenden C. botulinum gerechnet werden muss. Die Datenlage ist aber fuer allgemeine Schlussfolgerungen bei weitem nicht ausreichend. In diesem UFOPLAN-Vorhaben sollen daher, in Biokomposten und anderen in der landwirtschaftlichen Produktion verwendeten Stoffen sowie bei Verfahren (u.a. Anaerobanlagen) Untersuchungen zur Konzentration von C. botulinum-Bakterien durchgefuehrt werden. Dafuer sollen so weit als moeglich neu entwickelte, Tierversuch-unabhaengige Methoden eingesetzt werden. Ausserdem soll untersucht werden, wie sich C. botulinum-Bakterien und Botulinumtoxine im Boden unter natuerlichen Bedingungen verhalten. Die Ergebnisse des UFOPLAN-Projektes sollen eine realitaetsnahe Risikoabschaetzung zum Vorkommen von C. botulinum im Kompost ermoeglichen.
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