Maeuse inhalieren 0,5-3 tg lang Campher oder Cyclohexan. Es wird die Zunahme an cyt. P-450, der nadph-Cyt. p-450-Reduktase sowie der Aethylumbelliferon-Desalkylase bestimmt. Es soll vor allem die untere Grenze der Wirksamkeit der Induktoren und ihre Konzentration in Blut und Leber bestimmt werden. Weiter soll der Stoffwechsel der Induktoren in Abhaengigkeit von der Induktionszeit in vivo und in vitro untersucht werden. Campher wird in der Medizin als Einreibungsmittel benutzt und kommt in Konservierungs- und Desinfektionsmitteln sowie in Mottenkugeln vor. Cyclohexan ist Bestandteil bestimmter Benzinarten.
Die Erkennung gesundheitlicher Risiken durch gentoxische Stoffe, die als Lebensmittelinhaltstoffe oder als Umweltkontaminanten Bedeutung haben, ist die Voraussetzung für Risikobewertung und Prävention. Bei Umweltkontaminanten gilt unser Interesse polycyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einer sogenannten Fjordregion, die besonders potente Kanzerogene darstellen. Außerdem interessieren uns Fullerene, die im Ruß vorkommen und deren biologische Wirkung bisher nur wenig untersucht ist. Das aus beruflicher Belastung durch bestimmte Nitrosamine potentiell gesundheitliche Risiko wird im Modellversuch untersucht. Schließlich beschäftigen wir uns mit der Toxikologie bestimmter a,b-ungesättigter Alkenale, die als Lebensmittelinhalts- und -Zusatzstoffe in z.T. beachtlichen Konzentrationen (bis 30 mg/kg) in Lebensmitteln vorkommen. Metabolische Veränderungen, die fremde Stoffe im Körper erfahren, beeinflussen ganz wesentlich deren Wirkung. Zur Aufklärung einzelner aktivierender oder entgiftender Stoffwechselwege werden transgene Säugerzellen eingesetzt, die bestimmte Enzyme (CYP) stabil exprimieren. Zusätzlich wird der Leberstoffwechsel mit Hepatozyten und Zellfraktionen (Mitochondrien, Mikrosomen) simuliert. Metabolite werden über GC/MS identifiziert und quantifiziert. Die gentoxische/mutagene Potenz von Ausgangsverbindungen und Metaboliten wird in-vitro an Säuger-Zellinien (z.B. humane Colonzellen) oder an primären Zellen (z.B. aus Gastrointestinaltrakt von Ratte/ Mensch) sowie in-vivo an der Ratte und ex-vivo an humanen Blutzellen geprüft. Gemessen werden: Gentoxizität in transfizierten Bakterien (Induktion von SOS-Repair), Mutagenität in Säugerzellen (HPRT-Test), Induktion von DNA-Schäden mittels Mikrogelelektrophorese und die Entstehung vonDNA-Addukten mittels 32P-Postlabelling-Verfahren. Zusätzlich werden zytotoxische Effekte (einschließlich Membranschäden und Apoptose-Induktion) in Zellkulturen erfasst.
Bei einem 3-methylcholanthrenempfindlichen Maeusestamm (C57BL/6N) soll geprueft werden, ob chronische orale Verabreichung von Aethanol in der Leber sowohl die mikrosomale Aethanoloxidation als auch die Dehydrierung von Aethanol durch die Alkohol-Dehydrogenase des Lebercytosols induziert. Die induzierende Wirkung des Aethanols soll mit derjenigen von D,L-Campher und Cyclohexan verglichen werden. Es soll versucht werden, die Induktionen durch Induktionshemmer zu verhindern. Inzwischen ist nachgewiesen worden: In den Lebermikrosomen induziert orale chronische Verabreichung von Aethanol MEOS bei maennlichen C57-Maeusen in 4 Monaten, um den Faktor 2-3. Die Induktion ist bereits nach 14 Tagen nachweisbar und durchlaeuft ein Minimum nach 1,5 Monaten. Alkohol-Dehydrogenase wird im Cytosol anscheinend nicht induziert, wohl aber andere Proteine, denen moeglicherweise Acetaldehyd-Dehydrogenaseaktivitaet zukommt. Diese induzierbaren Nicht-Haem-Proteine erscheinen auch vermehrt nach Vorbehandlung der Maeuse mit anderen Induktoren. Es soll 1982 geprueft werden, wie weit die Dehydrierung von Acetaldehyd durch Aethanol induziert werden kann, und ob andere Induktoren diese nicht wirksamer induzieren.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Täglich werden neue Wirkstoffe und Chemikalien für die Förderung der Gesundheit bzw. Bekämpfung von Krankheiten und die Befriedigung verschiedenster anderer menschlicher Bedürfnisse entwickelt und neu in den Verkehr gebracht. Jeder dieser Stoffe bringt aber auch ein mehr oder weniger großes Gesundheits- und Umweltrisiko mit sich. Aus diesem Grund gibt es ein breites Spektrum von Methoden, mit denen erwünschte und unerwünschte Wirkungen von Wirkstoffen und Chemikalien und deren Metabolismus untersucht werden. In vielen Bereichen müssen für derartige Untersuchungen immer noch umstrittene Tierversuche durchgeführt werden. Sehr frühe und kostengünstige Studien vermindern Entwicklungsrisiken ökonomischer, ökologischer und sozialer Art. Im vorliegenden Projekt werden Mikrotiterplattenreaktoren mit integrierten optischen Sensoren für Sauerstoff sowie auf Respirationsmessungen beruhende Methoden zur Untersuchung des Metabolismus und der Toxizität von Wirkstoffen entwickelt. Fazit In der hier vorliegenden Studie ist es erstmals gelungen, eine 96-well-O2-Sensorplatte mit Flachboden zu entwickeln, welche zur Kultur adhärenter Zellen geeignet ist. Sowohl Zelllinien als auch primäre Zellen können auf der Platte kultiviert werden und zur Sauerstoffmessung herangezogen werden. Die Sauerstoffmessung liefert Daten über die Lebensfähigkeit der kultivierten Zellen und kann zur Bestimmung der Toxizität neuer Wirkstoffe eingesetzt werden. Die erhaltenen Sauerstoffdaten während der Kultur der proliferierenden Zelllinien korrelieren gut mit Daten, die mit einem konventionellen MTT-Test erhalten wurden und können somit zur Bestimmung der Lebensfähigkeit verschiedener Zellen herangezogen werden. Die in dieser Studie erstmals etablierte Kultur adhärenter Zellen auf O2-Sensorplatten erlaubt auch die Bestimmung der Toxizität neuer Wirkstoffe auf unterschiedlichste Zelltypen. Über die ursprünglich vorgesehenen Arbeiten hinaus wurde eine Medienoptimierungen für CHO in MTP erfolgreich durchgeführt. Die Sauerstoffmessung zum metabolischen Abbau von Substraten in MT-Platten mit Sauerstoffsensor zeigte für gepoolte Mikrosomen eine Machbarkeit der Verfolgung der Abbaureaktionen. Gleichzeitig traten auf-grund der unkontrollierten Nebenreaktionen viele Störfaktoren auf. Erste orientierende Studien mit isolierten Cyps (z.B. Cyp3A4) deuten auf eine Lösung unter dem Aspekt der Störfaktoren/Nebenreaktionen hin.
Nanoparticles are known to be able to interfere with cellular metabolism and to cause cytotoxicity and moreover may interfere with specific cellular functions. Serious effects on the latter include changes in liver cell function. The cytochrome P450 system is expressed in many cells but is especially important in hepatocytes and hormone-producing cells. The interaction of polystyrene nanoparticles with the most important drug-metabolizing cytochrome P450 isoenzymes, CYP3A4, CYP2D6, CYP2C9 and CYP2A1 expressed individually in insect cells (BACULOSOMES ®) was studied by the cleavage of substrates coupled to a fluorescent dye. The data obtained for individual isoenzymes was compared to metabolism in microsomes isolated from normal liver and from the hepatoma cell line H4-II-E-C3.
1. Es werden Umweltchemikalien in einem Muster genetischer Pruefmethoden mit dem Konversionssystem des diploiden Stammes D4-RDII von Sacchromyces cerevisiae geprueft im a) host mediated assay (Injektion der Hefe in die Bauchhoehle von behandelten Ratten), b) urinary assay (Hefe plus Urin behandelter Ratten), c) in vitro Lebermikrosomen-Test 2. Ueberpruefung der genetischen Ergebnisse mit zytogenetischen Methoden: a) Chromosomen - Aberrationen, b) Mikronucleus, c) Schwester - Chromatid - Austausche, alle an Knochenmark des Chinesischen Hamsters (a,c) oder der Maus (b). Pruefsubstanzen: Nitromycin C, Benomyl, Atrazin, Naturlaugen.
A) Wegen der vermuteten Korrelation von Mutagenitaet und Carcinogenitaet wird der Mutagenitaetspruefung wachsende Bedeutung zugemessen. Die Klaerung der Frage nach moeglichen mutagenen Wirkungen unterschiedlich behandelter oder mit Zusatzstoffen versehener Lebensmittel stoesst jedoch noch auf erhebliche methodische Schwierigkeiten. Es sollen Wege gefunden werden, um den sogenannten ames-Test fuer diesen Zweck zu Nutzen. B)In-vitro Untersuchungen in Gegenwart von Lebermikrosomen mit verschiedenen Salmonella Typhimurium Staemmen. C) Die Mutagenitaetspruefung von Zusatzstoffen hat inzwischen eine derartige Bedeutung - auch fuer gesetzgeberische Massnahmen - gefunden, dass ein Abschluss dieser Untersuchungen vorlaeufig noch nicht moeglich ist. Es sind noch zahlreiche Stoffe zu pruefen.
Am Beispiel von carcinogenen und nichtcarcinogenen Acridin-Derivaten soll untersucht werden, ob in der Lunge lebender Ratten und bei der in-vitro-Oxidation mit Mikrosomen aus Leber und Lunge die gleichen Metaboliten gebildet werden. Pruefsubstanzen: Acridin, Benz(a)acridin, Benz(c)acridin, Dibenz(a,h)acridin und Dibenz(a,j)acridin. Zur Isolierung der Acridine und ihrer Metaboliten wurde ein Anreicherungsverfahren aus Lungengewebe und Mikrosomenpraeparationen ausgearbeitet, das sich an ein Verfahren zur Anreicherung von polycyclischen Kohlenwasserstoffen anlehnt, das routinemaessig in unserem Labor verwendet wird. Die Bestimmung der entstehenden Metaboliten (Metaboliten-Profile, die aus mehreren Einzelverbindungen mit 1 bis 4 Hydroxylgruppen, Epoxidgruppen u.a. bestehen) soll nach Silylierung der Metabolitenfraktion gaschromatographisch an glaesernen gepackten Hochleistungssaeulen erfolgen.
Der pathogene Mechanismus einer Reihe von Chemikalien, nicht nur von Tetrachlorkohlenstoff, wird auf ihre Ausloesung von Lipoidperoxidation zurueckgefuehrt. An Hand von Versuchen mit Lebermikrosomen, mit Leberzellen und am Tier soll der Mechanismus weiter aufgeklaert und seine Bedeutung bei der Leberschaedigung untersucht werden.
Untersuchungen zur Hemmung und Stimulierung des Fremd- und Intermediaerstoffwechsels durch halogenierte Kohlenwasserstoffe und Nitrosoverbindungen. Wirkungen dieser Substanzen auf Zellkomponenten (Zellkern, Plasmamembranen, Mikrosomen, Mitochondrien) der Erfolgsorgane. Versuche zur Wirkung von karzinogenen Substanzen auf Kulturen von Mikroorganismen und Saeugetierzellen.
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| Förderprogramm | 19 |
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