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Found 56 results.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Henkel AG & Co. KGaA, Cosmetics , Toiletries, Biological and Clinical Research durchgeführt. Ziel des Vorhabens 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 entsprechend der GHS-Kategorien korrekt vorhersagen. Die Einbindung in eine Testbatterien ist für unser Verfahren nicht notwendig. Arbeitsschwerpunkt bei Henkel ist die Bestimmung der initialen Verwundungstiefe in der Hemikornea mit biochemischen Markern. 1. Entwicklung einer Methode zur Bestimmung der initialen Verwundungstiefe im Hemikorneagewebe und Nachweis der Reproduzierbarkeit. 2. Ermittlung geeigneter Testparameter und Überprüfung der Methode anhand ausgewählter Testsubstanzen. 3. Erfolgreicher Methodentransfer in die anderen beteiligten Labore. 4. Entwicklung einer multiple Endpoint-Analyse auf Basis der bei allen Verbundpartnern entwickelten Methoden; Überprüfung ihrer Relevanz anhand ausgewählter Chemikalien; Erstellung eines endgültigen Prädiktionsmodells.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Dermatologie und Venerologie, Abteilung für Experimentelle Dermatologie,Allergologie 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. Die Einbindung in eine der umfangreichen Testbatterien (nach dem sogenannten Top-down - oder Buttom-up-Approach) ist für unser Verfahren daher nicht notwendig. Ein Arbeitsschwerpunkt am UKE ist die Entwicklung eines humanen 3-D-Konjunktiva-Zellkultursystems, welches das Ausmaß konjunktivaler Begleitschäden nach topischer Applikation von Chemikalien erfassen soll. Die Laufzeit des hier beantragten Projektes beträgt 24 Monate und gliedert sich in 4 Arbeitspakete. Wichtige Meilensteine der ersten beiden Arbeitspakete sind Aufbau eines konjunktivalen Zellkultursystems, Erstellung eines Standardprotokolls, der Nachweis der Reproduzierbarkeit sowie die Entwicklung eines vorläufigen Prädiktionsmodells für die Prüfung konjunktivaler Schäden. Projektziel der folgenden Phase ist ein erfolgreicher Methodentransfer in die anderen Labore. In der 4. Projektphase wird eine multiple Endpoint-Analyse (endgültiges Prädiktionsmodell) auf Basis der bei allen Verbundpartnern entwickelten Methoden und ihre Relevanz anhand ausgewählter Chemikalien überprüft.

Teilprojekt 3

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.

Teilprojekt 3: Trachealepithel und Aufnahme in vivo

Das Projekt "Teilprojekt 3: Trachealepithel und Aufnahme in vivo" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Lübeck, Institut für Anatomie durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens ist, valide Kriterien zur Abschätzung der humantoxischen Wirkung unterschiedlicher synthetischer CBNP-Modifikationen auf verschiedene funktionelle Bereiche gesunder und vorgeschädigter Lungen zu etablieren. Teilprojekt 3 liefert den Beitrag für die großen Atemwege. Das Ziel des Projekts ist zu klären, in wieweit die Funktion des Atemwegsepithels großer Atemwege durch Exposition mit CBNP beeinträchtigt wird und wie sich dies auf die Selbstreinigungsfunktion der Lunge auswirkt. Endziel ist die Erstellung eines Kataloges, der den CBNP in Abhängigkeit ihrer Oberflächenmodifikation ein toxisches Potential für die untersuchten Parameter zuschreibt. Für die Untersuchungen werden die in Arbeitspaket 1 hergestellten CBNP im Vergleich zu Referenz- und Vergleichspartikel (Printex-90 und Pyrolyyx-CB) auf gesunde und vorgeschädigte Lungen von Mäusen eingesetzt. Nach 3-monatiger Expositionsdauer sowie nach Vorschädigung der Lunge wird das Epithel der Trachea hinsichtlich des zilienvermittelten Transports, der Zilienschlagfrequenz, dem Auftreten von Nekrose und Apoptose sowie der Expression von inflammatorischen Mediatoren untersucht.

Humane in vitro Modelle in der Umweltmedizin

Das Projekt "Humane in vitro Modelle in der Umweltmedizin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Klinikum Mannheim, Universitäts HNO-Klinik durchgeführt. Ziel, Fragestellung, Hypothesen und Aufgaben: Validierung von in vitro Modellen, auf der Basis humaner Zellen und Zellinien am Beispiel des Umweltschadstoffes Formaldehyd, zur Identifikation adverser Effekte, verursacht von Umweltfaktoren, und deren Risikobewertung beim Menschen. Bisherige Ergebnisse/Zwischenergebnisse: Im Rahmen dieses Projektes wurden humane Zellkulturmodelle (nasale Epithelzellen und Fibroblasten, dermale Keratinozyten und Fibroblasten, intestinale Epithelzellen, neuronale Zellen) etabliert, mit deren Hilfe Effekte verschiedener unterschwelliger Schadstoffkonzentrationen untersucht wurden. Aus mehreren Gründen wurde hierfür Formaldehyd als Modellsubstanz ausgewählt. Zum einen handelt es sich um eine weltweit am meisten verwendete Chemikalie (z.B. als Desinfektionsmittel, zur Konservierung biologischer Materialien, Bindemittel in Baustoffen oder Bestandteil des Zigarettenrauches) mit einer Jahresproduktion von ca. 5 Mio. t. Zum anderen liegen über Formaldehyd bereits eingehende Kenntnisse über DNA-schädigende und toxische Wirkungen vor. Es wurden verschiedene Parameter wie z.B. Proliferationsverhalten, Cytotoxizität, DNA- und Chromosomenschäden, Cytoskelettveränderungen und Mediatorsynthese erfasst. Hierfür wurden moderne Zellkulturtechniken, fluorometrische Messtechniken und immunologische Analysemethoden etabliert und validiert. Insbesondere konnten Zellkulturmodelle für normale nasale Epithel- und epidermale Zellen, für nasale, epidermale und intestinale Tumorepithelzellen, für nasale, dermale Bindegewebszellen sowie embryonale und differenzierte neuronale Zellen etabliert werden. Hierfür wurden insbesondere die geeigneten und benötigten Methoden der Zellkulturtechniken und Zelllinien sowie Analyseverfahren etabliert. Für die Bestimmung der Vitalität wurden einerseits mikroskopische Beurteileilungen der Zellen vorgenommen. Andererseits wurde der fluorometrische Alamar Blue-Test für quantitative Bewertungen herangezogen. Das Proliferationsverhalten der Zellen noch variabler Formaldehydexposition wurde mittels Alamar Blue-Assay quantifiziert. Immunhistochemisch wurde die Expression des Proteins KI-67 nachgewiesen. Die Synthese der Zytokine Interleukin-l und Interleukin-8 wurden mittels kommerzieller EUSA quantifiziert. Mittels Immunhistologie und immuncytolgischer Methoden wurden die Expression von Differnzierung-, Proliferations- und Mitosesmarkern (Involucrin, Loricrin, KI-67, HSP-72, HSP, 27, p53,) sowie die Intermediärfilamente des Zytoskeletts (Cytokeratine 1,4,5,6,7, 8, 10, 13, 14, 16, 17. 18, 19 und 20 sowie Vimentin, a-Intemexin und GFAP) untersucht. Die Effekte von Formaldehyd wurden in einem breiten Konzentrationsbereich (von 10-3 bis 10-16 M) sowie für unterschiedliche Expositionszeiten (1 bis 8 Stunden) an verschiedenen Zelltypen (Epithelzellen, Tumorepithelzellen, Bindegewebszellen und neuronalen Zellen) untersucht. ...

Toxische Wirkung von Nanopartikeln aus Biomassenverbrennung II

Das Projekt "Toxische Wirkung von Nanopartikeln aus Biomassenverbrennung II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut durchgeführt. Im Folgevorhaben soll der Einfluss von bei der Verbrennung von nachwachsenden Rohstoffen in Kleinfeuerungsanlagen entstehenden Feinstaubs bei dessen Inhalation untersucht werden. Der Hauptaspekt liegt auf dem Zusammenhang zwischen Brenngut (Stückholz/Holzpellets), chemischer Zusammensetzung des Staubs und dessen Toxizität unter Berücksichtigung des Betriebszustands. der Atemwege zurückgehalten zu werden, soll deren Wirkung auf humane Lungenepithelzellen untersucht werden. Hierzu wird ein Expositionssystem verwendet, welches als in-vitro-Modellsystem die Situation in den Alveolen nachbildet, indem es Zellkultursysteme an der Gas-Flüssigkeits-Grenze dem Abgas aussetzt. Das erste Projekt ergab die Notwendigkeit einer erhöhten Abscheiderate, um die Wirkung auf die biochemischen Reaktionen der Zellen im Vergleich zu unbegasten Zellen und Positivkontrollen (submers mit amorphem Kohlenstoff belastete Zellen) eindeutiger identifizieren zu können. Zur besseren Übertragbarkeit ins in-vivo-Modell soll in Erweiterung zum ersten Projekt zusätzlich zur A549 Zelllinie eine Zweite (z.B. NCI-H226, NCI-H460) zum Einsatz kommen. Für eine realitätsnahe Abbildung ist eine Ko-Kultur mit humanen Makrophagen eingeplant. Weiterhin soll untersucht werden, wo sich der Feinstaub nach der Exposition aus der Gasphase auf den Zellen anlagert und ob ein Durchdringen der Zellmembran möglich ist.

Integration und Applikation des Systems

Das Projekt "Integration und Applikation des Systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH, Institut für Lungenbiologie (LiBD), Translationszentrum für Lungenforschung (CPC) durchgeführt. Der Ersatz von Tierversuchen erfordert in vitro-Tests und Methoden, die klinisch relevante Ergebnisse liefern, d.h. Vorhersagen für den Menschen erlauben. Im Rahmen dieses Projekts soll eine klinisch validierte, in silico (Computer-) unterstützte, zellbasierte in vitro Methode zur Bestimmung der Pharmakokinetik (PK) von inhalierten Wirkstoffen im Menschen als Ersatz für Tierversuche entwickelt werden. Dafür wird eine neuartige, ultra-dünne, hoch-poröse BETA Membran eingesetzt, auf der patientennahe Zellkulturmodelle der Epithelbarriere der Lunge unter biomimetischen Bedingungen in einer Mini-Lunge (BETA/CIVIC) kultiviert werden. Im Unterschied zu bisherigen Methoden zur in vitro PK Messungen, können hier wichtige Determinanten für den Wirkstofftransport aus der Lunge ins Blut mit berücksichtigt werden. Zu diesen gehören, hohe Elastizität der Membran ('Lunge ist elastisch'), die aerosolisierte Applikation des Wirkstoffs direkt auf das Zellmodel (wie in Inhalationstherapie), die Perfusion von Medium ('Blutzirkulation') und die atmungs-induzierte, zyklische Dehnung des Lungengewebes ('atmende Lunge'). Im Rahmen des HMGU Teilprojekts werden dafür Zellkulturmodelle des Lungenepithels auf der BETA Membran etabliert, wobei diese Modelle aus Epithel- und Endothelzelllinien bestehen, die aus dem bronchialen und alveolären Bereich der Lunge stammen. Mit diesen in vitro Modellen können die Transportraten von inhalierten Wirkstoffen aus der Lunge ins Blut gemessen werden. Verknüpft man diese Werte mit bereits am Markt etablierten in silico PK Modellen, kann man den klinisch zu erwartenden Verlauf der Wirkstoffkonzentration im Blut ('PK Profil') vorhersagen. Durch Verwendung von klinisch bereits eingesetzten Wirkstoffen wird diese in vitro/in silico Methode anhand von klinischen Daten optimiert und validiert. Es ist davon auszugehen, dass mit dieser Methode bis zu 3730 Tiere pro Jahr im Bereich Wirkstoffentwicklung eingespart werden können.

Der Fisch als Bioindikator fuer die Gewaesserkontamination. Teilprojekt: Tumoren und Praecancerosen bei Fischen im Vergleich von Unterelbe, Unterweser und Unterer Eider, drei unterschiedlich belasteten Flussaestuaren

Das Projekt "Der Fisch als Bioindikator fuer die Gewaesserkontamination. Teilprojekt: Tumoren und Praecancerosen bei Fischen im Vergleich von Unterelbe, Unterweser und Unterer Eider, drei unterschiedlich belasteten Flussaestuaren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Zoologisches Institut und Zoologisches Museum durchgeführt. Das Programm zielt darauf, das carcinogene Potential stark abwasserbelasteter Flussaestuare im Vergleich zu weniger belasteten Gewaessern abzuschaetzen und damit die Risiken zu umreissen, die die Nutzung solcher Wasserkoerper beinhaltet. Aal, Butt, Stint und Kaulbarsch aus Elbe und Eider werden in groesseren Stueckzahlen auf tumoroese Veraenderungen von Koerperoberflaeche, Mundhoehle, Kiemen und Leibeshoehlenorganen untersucht. Sich wiederholende makroskopische Befunde werden anschliessend histologisch analysiert und auf diese Weise die tumoroesen Veraenderungen letztlich klassifiziert. Eine bisherige genauere Untersuchung des standorttreuen Kaulbarsches aus der Elbe ergab ein haeufiges Vorkommen von praecancerotischen Veraenderungen in Leber und Milz (Leberknoetchen aus basophilen hypertrophierten Hepatozyten; haemangiotische Veraenderungen im Bereich der Huelsenkapillaren der Milz), sowie fibrotische Geschwulste in der Mundhoehle und auf der Koerperoberflaeche. Diese Veraenderungen fanden sich hauptsaechlich bei weitgehend ausgewachsenen Tieren mit Befallsraten von einigen bis ueber zehn Prozent. Vergleichsfische aus der Eider scheinen nur ausnahmsweise befallen zu sein. Die Untersuchungen sollen quantitativ, artlich und regional ausgewertet werden und die Befunde ausserdem zur sonstigen Konstitution der Fische (Wachstum, Ernaehrungs- und allgemeiner Gesundheitszustand) in Beziehung gesetzt werden.

Untersuchung zum Wirkungsmechanismus halogenierter aromatischer Kohlenwasserstoffe in Epithelzellen

Das Projekt "Untersuchung zum Wirkungsmechanismus halogenierter aromatischer Kohlenwasserstoffe in Epithelzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Universitätsklinikum Rudolf Virchow, Hautklinik, Hautpoliklinik und Asthmapoliklinik durchgeführt. Das Projekt soll in 3 Schritten in einem in-Vivo/in-Vitro-Ansatz durchgefuehrt werden: a) Toxizitaetsaequivalenzfaktoren (TEF) von PCDD/PCB-Gemischen und Reinsubstanzen: Aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen mit definierten PCDD-Gemischen und Reinsubstanzen sollen TEF fuer coplanare (PCB Nr. 77) und nicht-coplanare PCB (PCB Nr. 118 und 153) und von PCDD/PCB-Gemischen ermittelt werden. Dabei soll insbesondere geprueft werden, inwieweit die Wirkung der Gemische auf additiven, ueberadditiven oder antagonistischen Effekten der Einzelsubstanzen beruht. b) Fuer die Bewertung der TEF ist entscheidend, inwieweit die unter a) bestimmten TEF die Tumorpromotor-Wirkungen von PCDD-Gemischen in-Vivo reflektieren. Deswegen werden Tiere mit aequivalenten Dosen in Initiations/Promotions-Modellen behandelt. Es wird geprueft, inwieweit aequivalente Wirkungen resultieren. Es werden 2 Modelle untersucht: Im Modell 1 werden definierte Dioxingemische sowie reines TCDD und Cl7DD analog dem klassischen Langzeitversuch von Kociba et al. untersucht. Im Modell 2 (in Zusammenarbeit mit Prof. Moolgavkar, Seattle, USA) wird das zeitliche Verhalten der Tumorpromotion durch TCDD und das persistente Cl7DD geprueft. Gleichzeitig wird a) die Wachstumsstimulation von Hepatozyten in praeneoplastischen Herden und in der normalen Leber bestimmt. b) Ausserdem werden isomerenspezifisch die Lebergehalte von PCDD bestimmt. Das Modell 2 dient einer moeglichst realistischen Beschreibung der PCDD-induzierten Tumorpromotion bei der Hepatokarzinogenese. c) Abgesichert durch die in Teil b) gewonnenen Daten zur Proleferationsstimulation durch PCDD in-Vivo sollen Zellkulturmodelle von Ratte und

Schaedigung des mucociliaeren Transportes der oberen Atemwege durch Umweltchemikalien: Entwicklung eines in-vitro-Testmodells

Das Projekt "Schaedigung des mucociliaeren Transportes der oberen Atemwege durch Umweltchemikalien: Entwicklung eines in-vitro-Testmodells" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, HNO-Klinik durchgeführt. Waehrend in den letzten Jahren die SO2-Belastung in Rheinland-Pfalz ruecklaeufig war, ist die Belastung durch photochemischen Smog nach wie vor hoch. Die maximalen Halbstundenmittelwerte fuer die Jahre 1993 und 1994 lagen fuer Ozon an den verschiedenen Messstationen zwischen 162 und 370 Mikrogramm/m3, die entsprechenden NOx-Werte (also die der Ozonvorlaeufersubstanzen) lagen zwischen 130 und 1574 Mikrogramm/m3. Ziel dieser Untersuchung ist es, das akute Schaedigungspotential von Ozon auf das mucociliaere Transportsystem in einem humanen in vitro-Testsystem zu untersuchen. Dafuer wurde die Taetigkeit der Cilien von Epithelzellen des Respirationstraktes vor und nach zweistuendiger Ozonexposition untersucht. Die applizierten Dosen betrugen 100, 500 und 1000 Mikrogramm Ozon/m3 Luft. Diese Ergebnisse wurden mit der mucociliaeren Transportleistung der Nase bei in vivo Expositionen an freiwilligen Probanden (10, 100 und 500 Mikrogramm Ozon/m3 Luft) verglichen. Zu diesem Zweck wurde vor und nach nasaler Ozonexposition ein Saccharin-dye Test durchgefuehrt. Die Kontrollgruppe wurde mit Raumluft exponiert. Ozon zeigte in keiner der untersuchten Konzentrationen eine statistisch signifikante Veraenderung der untersuchten Parameter. Darueber hinaus wurden Untersuchungen ueber die Ciliartaetigkeit bei Belastung mit Formaldehyd in den Konzentrationen 100, 500 und 5000 Mikrogramm/m3 und mit 2,4 Toluylendiisocyanat in den Konzentrationen 10, 100 und 500 Mikrogramm/m3 durchgefuehrt. Dabei fuehrte allein Formaldehyd in einer Konzentration von 5000 Mikrogramm/m3 zu einer signifikanten Abnahme der Ciliarfrequenz.

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