Ziel des Verbundvorhabens ist die vergleichende Analyse und Bewertung von Indikatortests zur routinemaessigen Erfassung gentoxischer Belastung von Oberflaechengewaessern. Das Teilvorhaben des Zoologischen Instituts Heidelberg ist eingebunden in einen Verbund mit der LfU Baden-Wuerttemberg, Karlsruhe, sowie dem UfZ Leipzig und untersucht Sensitivitaet, Praktikabilitaet und Plausibilitaet des Comet-Assays (Einzelzellgelelektrophorese, Single Cell Gel Electrophoresis, SCE) als Indikatortest fuer die Induktion gentoxischer Veraenderungen/Wirkeffekte in Fischen und Fischzellen. Dazu wird der Comet-Assay fuer den Einsatz mit Zellen aus Fischgeweben optimiert, die Auswertung automatisiert und der Einfluss von Temperatur, Alter, Geschlecht und Vorbelastung erfasst. Die geplanten In vitro-Methoden sollen v.a. als Screening-Tests eingesetzt werden. Die Ganztierexperimente werden im Rahmen des allgemeinen Probenprogrammes exemplarisch an ausgewaehlten Proben durchgefuehrt und dienen der Verifizierung der In vitro-Befunde (Vergleich von Empfindlichkeit und Praktibilitaet). In den Tests werden die Fische bzw. Fischzellen mit definierten Modellsubstanzen sowie nativen und aufkonzentrierten Proben von Oberflaechenwasser aus bekanntermassen belasteten und unbelasteten Gewaessern belastet. Darueber hinaus werden die Fische in Zusammenarbeit mit der LfU an ausgewaehlten Messstellen in situ exponiert. Vergleichend werden isolierte Hepatocyten aus der Leber beta-naphthoflavoninduzierter Regenbogenforellen im Comet-Assay in vitro exponiert und untersucht. Die In vitro- und In vivo-Befunde an Fischen und Fischzellen werden mit Ergebnissen aus dem Comet-Assay mit unstimulierten Primaerkulturen von Fischhepatocyten und permanenten Zellkulturen aus Fischen (UfZ Leipzig) sowie Muscheln und Muschelzellen (LfU, Karlsruhe) verglichen.
Es ist vorgesehen, gentoxische Effekte möglicher Transformationsprodukte, die nach oxidativer Behandlung und Bodenpassage von Wasserproben ausgehen, mit in-vitro Testverfahren mit Säugerzellen nachzuweisen, die eine höhere Relevanz bzgl. humantoxischer Gefährdungsabschätzung haben. Untersucht werden sollen native und angereicherte Proben, die von den Projektpartnern bereitgestellt werden. Damit tragen die Arbeiten des Teilprojektes dazu bei, die Grundlagen für ein ganzheitliches Risikomanagement für die Trinkwasserversorgung bereitzustellen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in den Leitfaden für Wasserversorger und Behörden einfließen. Zur Bewertung gentoxischer Effekte möglicher Transformationsprodukte werden validierte und etablierte Testverfahren auf Basis von Säugerzellen eingesetzt, nämlich der V79 Micronucleus Test (ISO 21427-2), der mit der Lungenzelllinie des chinesischen Hamsters durchgeführt wird. Als weiterer Test soll der alkalische Comet Assay eingesetzt werden, der allgemein als aussagekräftiger Test für klastogene Effekte angesehen wird. Im Projekt soll in diesem System zunächst ebenfalls die V79 Zelllinie mit und ohne exogene metabolische Aktivierung (S9) eingesetzt werden. Geprüft werden zunächst Proben, die sich in den durch einen Projektpartner durchgeführten bakteriellen Tests als gentoxisch erwiesen haben, aber auch negativ getestete Proben, um abschätzen zu können, in welchem Maß in den Basistests negative Proben in höheren Testsystemen positiv reagieren.
In einem interdisziplinären Ansatz wurde das Themenfeld Schwimm- und Badebeckenwasser unter chemischen, mikrobiologischen, toxikologischen und aufbereitungstechnischen Gesichtspunkten von insgesamt 8 Teilprojekten inhaltlich bearbeitet. Das Teilprojekt 'Epidemiologie war für die Planung und Koordinierung eines Humanbiomonitorings (HBM) verantwortlich. Das HBM erfolgte in enger Zusammenarbeit mit 4 weiteren Teilprojektpartnern (Umweltbundesamt / Bad Elster, Arbeitskreis Molekulare Mechanismen Umweltbedingter Gentoxizität / Universität Mainz, Landesgesundheitsamt Baden-Württemberg / Stuttgart, GEW RheinEnergie AG, Wasserlabor / Köln), die unmittelbar an den unten aufgeführten Analysen und der damit verbundenen Erarbeitung einer toxikologischen Datenbasis beteiligt waren. Ziel war eine verlässliche Abschätzung der von Desinfektionsnebenprodukten (DNP) ausgehenden Gesundheitsrisiken, die durch den Chloreinsatz im Rahmen der Wasseraufbereitung entstehen, zu ermitteln. Die epidemiologische Betreuung umfasste neben der Probandenrekrutierung, Felderschließung und Handhabung des Probenmaterials auch das Datenmanagement sowie die statistisch- epidemiologische Auswertung. In einer Querschnittsuntersuchung an gesunden Leistungssportlern wurden Schwimmer (N = 110) im Alter von 11 - 25 Jahren aus 3 Schwimmleistungszentren untersucht. Eine entsprechende Anzahl an nicht-exponierten Probanden (N=112) mit ähnlichem Leistungsspektrum wurde aus Leichtathletik- und Feld-Hockey-Nachwuchsstützpunkten rekrutiert. Die Hauptfelderschließung erstreckte sich von Oktober 2001 bis September 2002. In Anlehnung an die Pilotphase des Kinder- und Jugend-Gesundheitssurvey (KiGGS) 2001/02 des Robert Koch-Institutes und Umweltbundesamtes kam ein standardisierter Probanden- und Elternfragebogen zum Einsatz. Ergänzend zum Interview wurde eine körperliche Untersuchung durchgeführt, die auch Lungenfunktionsuntersuchungen sowie Blutdruckmessungen einschloss. Externe (Luft/Wasser) sowie interne (Serum) Trihalogenmethan-Konzentrationen wurden zur Expositionsbestimmung ermittelt. Die Erfassung gentoxischer Endpunkte erfolgte über den Nachweis von DNA-Einzelstrangbrüche mittels Comet-Assay und Chromosomenaberrationen in peripheren Lymphozyten. Zusätzlich wurde als Biomarker die Mikrokernrate in zytologischen Abstrichen der Mund- und Nasenschleimhäute bestimmt. Eine mögliche nephrotoxische Wirkung soll über den Nachweis von ß2-Mikroglobulin im Urin erfolgen.