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Biophysicical models for the effectiveness of different radiations

Das Projekt "Biophysicical models for the effectiveness of different radiations" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, GmbH durchgeführt. Objective: This project involves experimental and theoretical research towards a better understanding of the biological radiation actions of different radiation fields, with particular emphasis on low doses and low dose rates. It aims at an improvement of our present knowledge on somatic and genetic radiation risks of man and to help develop radiation protection instrumentation to measure the characteristic properties with regard to these endpoints in mixed radiation fields. In addition, the combined action of radiation and chemicals (also of those prevalent in the environment) will be investigated on a mechanistic level. General Information: This goal shall be reached by the development of new models based on: the improvement of biophysical track structure calculations for relevant radiation fields (photons, neutrons, electrons, ions) in particular by introducing structured cell geometry, condensed state cross sections, time dependency, and chemical and biological reactions; various codes of other authors will be compared in critical bench mark calculations; the analysis of such physical to chemical to biological track structures will be improved using new cluster algorithms and by testing biophysical models which will be developed; selective radiation biological experiments with soft X-rays and UV-photons will be performed, as well as with alpha-particles and gamma-rays; the biological systems will include appropriate transformational and inactivation assays, etc. The usefulness of a better understanding of radiation effects on members of the public has often been described in the radiation protection literature. This understanding is necessary also to improve the protection of workers and the public in the ALARA-sense of the IRCP, where overestimations of radiation risks might lead, for example, to a not optimum allocation of large resources. Collaboration is foreseen with other projects working on the improvements of dosimeters and on biological radiation effects. Achievements: Objectives of the project include calculation of secondary electrons produced in a water molecule and in a water cluster by proton and electron impact to investigate the influence of physical state on double differential ionization cross sections, testing of the geometry routines simulating a lymphocyte and calculation of single strand breaks (SSB), double strand breaks (DSB) and fields of dicentric chromosomes using simple models of deoxyribonucleic acid (DNA) interaction. A set of calculations of the double and single differential cross sections for secondary electron emission as a function of angle and secondary electron energy have been completed for the case of proton impact on a water molecule and a cluster of water molecules using methods developed for electron impact. ... Prime Contractor: GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH; Oberschleissheim; Germany.

Teil B

Das Projekt "Teil B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Universitätsklinikum, Institut für Immunologie durchgeführt. Anthropogene und biogene Schadstoffe in Lebensmitteln koennen zu einer Schaedigung von Darmzellen (Epithel-Immun- sowie neurokrine Zellen) fuehren, wodurch die selektive Schrankenfunktion der Darmwand sowie die Funktion des darin lokalisierten Darmassozierten Lymphgewebes (gut-associated lymphoid tissue, GALT) gestoert werden. Dadurch koennte die Entstehung von Lebensmittelallergien beguenstigt werden. Mit dem beantragten Projekt soll geprueft werden, ob (I) Schadstoffe ueber zyto- oder neurotoxische Mechanismen die intestinale Permeabilitaet beeinflussen, (II) ob zellulaere Komponenten des GALT durch neurotoxisch bzw. immuntoxisch wirksame Schadstoffe moduliert werden, (III) ob die orale Toleranz gegenueber Lebensmittelallergenen durch Schadstoffe beeintraechtigt wird, (IV) ob Lymphozyten durch Schadstoffe antigenspezifisch aktiviert werden. Neben der auf PAUL 1 (einem vorangegangenen Projekt) aufbauenden Untersuchung zu den Kontaminanten Aflatoxin B1 (AFB1) und Cadmium und den Lebensmittelzusatzstoffen BHA, BHT und Propylgallat soll als anthropogener Schadstoff Quecksilber (Hg) in diese Untersuchungen einbezogen werden. Bei Personen mit Amalgamfuellungen wurde teilweise Hg-Expositionen nachgewiesen, die denen bei arbeitsplatzbedingter Hg-Exposition entsprechen und die bei Vorliegen individueller Dispositionsfaktoren moeglicherweise neuro- bzw. immuntoxisch sein koennen. Als Beispiel fuer in der Nahrung reichlich vorkommende biogene Schadstoffe sollen neben o.g. ABF1, Lektine untersucht werden, deren toxische Wirkung bei zunehmender Akzeptanz vegetarischer Ernaehrungsweisen als gesundheitlich bedenklich gelten koennen.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Medipan GmbH durchgeführt. Mit dem Projekt soll eine automatische Auswertung der RF in verschiedenen Zellen und Geweben über intelligente Bildverabeitungsalgorithmen mit Hilfe des AKLIDES® System etabliert werden. Versuch 1 (V7.1): Automatisierung des Nachweises von RF in Lymphozyten. Die Blutlymphozyten von 20 gut charakterisierten, gesunden Spendern (siehe V3.1) wird für die Testung von Reproduzierbarkeit, Stabilität, Sensitivität und Spezifität des Nachweises von RF herangezogen und die optimalen Ausgabeparameter werden bestimmt. Die Gegenkontrolle erfolgt bei allen Etablierungen über die manuelle Auswertung der RF. Eine Validierung erfolgt anhand des Lymphozytenarrays sowie der Proben chronisch exponierter Bergarbeiter (AP1). Versuch 2 (V7.2): Automatisierung des Nachweises von RF in Tumorzellen. Für die Tumorlinien aus AP6 soll für verschiedene RF eine Automatisierung etabliert werden. Dies soll sowohl für RF, die mit der individueller Strahlenempfindlichkeit als auch mit jenen die mit der genomischer Instabilität assoziiert sind, durchgeführt werden. Versuch 5 (V7.3): Automatisierung des Nachweises von RF im Tumorgewebe. Für unter AP5 verwendete Tumorgewebeschnitte sowie den bei AP6 etablierten Tumorarraysoll eine Automatisierung des RF Nachweises etabliert werden. Dabei sind verschiedene Ausgabeparameter zu testen.

Teilprojekt F

Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Zentrum der Radiologie, Klinik für Strahlentherapie und Onkologie durchgeführt. In dem Projekt GREWIS sollen die genetische und die Entzündungs-hemmende Wirkung von dicht ionisierender Strahlung, insbesondere von Radon untersucht werden. Neben Röntgen- und Alpha-Bestrahlungen sowie Experimenten mit Ionen Strahlensollen Zellkulturen und Tiere in einer Radon Kammer exponiert werden, da die Radon-Exposition im Bereich des Strahlenschutzes wie in der Therapie entzündlicher Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Chromosomenaberrationen in peripheren Lymphozyten und hämatopoetischen Stammzellen der Maus sollen als genetische Indikatoren analysiert und mitmenschlichen Daten aus der Tumor und Rheuma-Therapie verglichen werden. In Zell und Tier-Versuchen soll die Entzündungs-hemmende Wirkung von Radon mit molekular-biologischen Mitteln untersucht werden und mit Therapie Daten verglichen werden. GREWIS verfolgt einen neuen Ansatz: wissenschaftliche Techniken und Kenntnisse verschiedener Institute, auch von Fachleuten, die bis jetzt keine Strahlenbiologie betreiben, zusammen zu bringen und zu verschränken.. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden durch gemeinsame Forschungs-Seminare an der GSI und an den beteiligten Universitäten begleitet werden. Die hier vorgeschlagene interaktive Forschungsarbeit wird zu einem besseren Verständnis der Wirkung von Radon beitragen und die Auseinandersetzung von jungen Wissenschaftlern mit den vielseitigen Aspekten der Radon-Problematik fördern.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH durchgeführt. In dem Projekt GREWIS sollen die genetische und die entzündungshemmende Wirkung von dicht ionisierender Strahlung, insbesondere von Radon untersucht werden. Neben Röntgen- und Alpha-Bestrahlungen sowie Experimenten mit Ionenstrahlen sollen Zellkulturen und Tiere in einer Radon Kammer exponiert werden, da die Radon-Exposition im Bereich des Strahlenschutzes wie in der Therapie entzündlicher Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Chromosomenaberrationen in peripheren Lymphozyten und hämatopoetischen Stammzellen der Maus sollen als genetische Indikatoren analysiert und mit menschlichen Daten aus der Tumor und Rheuma-Therapie verglichen werden. In Zell und Tier-Versuchen soll die entzündungshemmende Wirkung von Radon mit molekularbiologischen Mitteln untersucht werden und mit Therapie Daten verglichen werden. GREWIS verfolgt einen neuen Ansatz: wissenschaftliche Techniken und Kenntnisse verschiedener Institute, auch von Fachleuten, die bis jetzt keine Strahlenbiologie betreiben, zusammen zu bringen und zu verschränken. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden durch gemeinsame Forschungs-Seminare an der GSI und an den beteiligten Universitäten begleitet werden. Die hier vorgeschlagene interaktive Forschungsarbeit wird zu einem besseren Verständnis der Wirkung von Radon beitragen und die Auseinandersetzung von jungen Wissenschaftlern mit den vielseitigen Aspekten der Radon-Problematik fördern.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Radiation Biology and DNA Repair, AG Löbrich durchgeführt. In dem Projekt GREWIS sollen die genetische und die entzündungshemmende Wirkung von dicht ionisierender Strahlung, insbesondere von Radon untersucht werden. Neben Röntgen- und Alpha-Bestrahlungen sowie Experimenten mit Ionenstrahlen sollen Zellkulturen und Tiere in einer Radonkammer exponiert werden, da die Radon-Exposition im Bereich des Strahlenschutzes wie in der Therapie entzündlicher Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Chromosomenaberrationen in peripheren Lymphozyten und hämatopoetischen Stammzellen der Maus sollen als genetische Indikatoren analysiert und mit menschlichen Daten aus der Tumor- und Rheuma-Therapie verglichen werden. In Zell- und Tier-Versuchen soll die Entzündungs-hemmende Wirkung von Radon mit molekular-biologischen Mitteln untersucht werden und mit Therapie-Daten verglichen werden. GREWIS verfolgt einen neuen Ansatz: wissenschaftliche Techniken und Kenntnisse verschiedener Institute, auch von Fachleuten, die bis jetzt keine Strahlenbiologie betreiben, zusammen zu bringen und zu verknüpfen. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden durch gemeinsame Forschungsseminare an der GSI und an den beteiligten Universitäten begleitet. Die hier vorgeschlagene interaktive Forschungsarbeit wird zu einem besseren Verständnis der Wirkung von Radon beitragen und die Auseinandersetzung von jungen Wissenschaftlern mit den vielseitigen Aspekten der Radon-Problematik fördern

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Biologie, Fachgruppe Membranbiophysik durchgeführt. In dem Projekt GREWIS sollen die genetische und die entzündungshemmende Wirkung von dicht ionisierender Strahlung, insbesondere von Radon untersucht werden. Neben Röntgen- und Alpha-Bestrahlungen sowie Experimenten mit Ionenstrahlen sollen Zellkulturen und Tiere in einer Radon Kammer exponiert werden, da die Radon-Exposition im Bereich des Strahlenschutzes wie in der Therapie entzündlicher Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Chromosomenaberrationen in peripheren Lymphozyten und hämatopoetischen Stammzellen der Maus sollen als genetische Indikatoren analysiert und mit menschlichen Daten aus der Tumor und Rheuma-Therapie verglichen werden. In Zell und Tier-Versuchen soll die entzündungshemmende Wirkung von Radon mit molekularbiologischen Mitteln untersucht werden und mit Therapie Daten verglichen werden. GREWIS verfolgt einen neuen Ansatz: wissenschaftliche Techniken und Kenntnisse verschiedener Institute, auch von Fachleuten, die bis jetzt keine Strahlenbiologie betreiben, zusammen zu bringen und zu verschränken. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden durch gemeinsame Forschungs-Seminare an der GSI und an den beteiligten Universitäten begleitet werden. Die hier vorgeschlagene interaktive Forschungsarbeit wird zu einem besseren Verständnis der Wirkung von Radon beitragen und die Auseinandersetzung von jungen Wissenschaftlern mit den vielseitigen Aspekten der Radon-Problematik fördern.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie, Labor für Strahlenbiologie und Experimentelle Radioonkologie durchgeführt. Die Ziele der beiden Projekte AP3 und AP6 sind: Reparaturfoci als Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit zu etablieren sowie Reparaturfoci als Marker der genomischen Instabilität bzw. der homologen Rekombination zu etablieren Arbeitspaket 3: Versuch 1 (V3.1): RF als Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit. Versuch 2 (V3.2): Etablierung eines Lymphozytenarrays. Versuch 3 (V3.3): RF und spätes Normalgeweberisiko. Versuch 4 (V3.4): RF und akute Normalgewebereaktion sowie Tumorreaktion. Arbeitspaket 6: Versuch 1 (V6.1): Genomische Instabilität von Tumorzellen. Versuch 2 (V6.2): Genomische Instabilität von Normalzellen. Versuch 3 (V6.3): Zellulärer Strahlenempfindlichkeit von Tumorzellen.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Biologie, Fachgruppe Molecular Cell Biology and Epigenetics durchgeführt. In dem Projekt GREWIS sollen die genetische und die entzündungshemmende Wirkung von dicht ionisierender Strahlung, insbesondere von Radon untersucht werden. Neben Röntgen- und Alpha-Bestrahlungen sowie Experimenten mit Ionenstrahlen sollen Zellkulturen und Tiere in einer Radon Kammer exponiert werden, da die Radon-Exposition im Bereich des Strahlenschutzes wie in der Therapie entzündlicher Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Chromosomenaberrationen in peripheren Lymphozyten und hämatopoetischen Stammzellen der Maus sollen als genetische Indikatoren analysiert und mit menschlichen Daten aus der Tumor und Rheuma-Therapie verglichen werden. In Zell und Tier-Versuchen soll die entzündungshemmende Wirkung von Radon mit molekularbiologischen Mitteln untersucht werden und mit Therapie Daten verglichen werden. GREWIS verfolgt einen neuen Ansatz: wissenschaftliche Techniken und Kenntnisse verschiedener Institute, auch von Fachleuten, die bis jetzt keine Strahlenbiologie betreiben, zusammen zu bringen und zu verschränken. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden durch gemeinsame Forschungs-Seminare an der GSI und an den beteiligten Universitäten begleitet werden. Die hier vorgeschlagene interaktive Forschungsarbeit wird zu einem besseren Verständnis der Wirkung von Radon beitragen und die Auseinandersetzung von jungen Wissenschaftlern mit den vielseitigen Aspekten der Radon-Problematik fördern.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Strahlenschutz, Fachbereich Strahlenschutz und Gesundheit, Arbeitsgruppe SG 1.1 Biologische Strahlenwirkungen, Biologische Dosimentrie durchgeführt. Das Ziel des Verbundprojektes ist, durch den Nachweis von spezifischen DNA-Reparaturfoci (gamma-H2AX, 53BP1, pATM, RAD51) biologische Marker für die individuelle Strahlenempfindlichkeit bzw. das individuelle Strahlenrisiko zu etablieren. Dazu wird eine zusammenhängende Untersuchung der Anwendung von RF vorgenommen: (i) RF als Marker einer chronischen Strahlenexposition, (ii) Akkumulation von RF im Niedrigdosisbereich unter Verwendung von Mausstämmen mit unterschiedlicher Reparaturkompetenz, (iii) RF als Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit und Eignung zur Prädiktion der Strahlenempfindlichkeit, (iv) Akkumulation von RF in der Strahlentherapie durch Monitoring der Patienten während der Therapie, (v) RF als Marker der Tumorstrahlenempfindlichkeit und Korrelation mit der Tumorkontrollwahrscheinlichkeit,(vi) RF als Marker einer genomischen Instabilität (vii) Automatisierung der RF-Detektion zur Bearbeitung großer Probenmengen. Dabei sollen junge Wissenschaftler/Innen für die Thematik Strahlenschutz und deren Umsetzung gewonnen werden. Zum Erreichen dieses Gesamtzieles, wurde ein Verbund aus universitärer Forschung (Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Universitätsklinikum Saarland, Universitätsklinikum Dresden), dem Bundesamt für Strahlenschutz sowie der Firma MEDIPAN gebildet. An kryokonservierten Lymphozyten ehemaliger Uranbergarbeiter (ehemalige Wismut AG) wird (i) die Akkumulation von RF nach chronischer Exposition nachgewiesen, (ii) die Adaptation nach chronischer Exposition durch Induktion von RF nach in vitro Bestrahlung untersucht und (iii) eine Validierung der geschätzten in vivo Strahlenexposition durch mFISH-Analyse vorgenommen. Zusammenarbeit im Verbund mit AP2, AP3 und AP7 bzgl. RF als Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit, mit AP6 bzgl. genomischer Instabilität, AP7 bzgl. Automatisierung. Valide Ergebnisse zur Anwendung von RF im Strahlenschutz.

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