Im Vorhaben soll die Langzeitwirkung von Strahlung, insbesondere bei Radonexposition, näher untersucht werden. Neben den Risiken (genetischen Effekten) werden auch die für den therapeutischen Nutzen wichtigen immunmodulierenden Mechanismen, knochenmetabolische Veränderungen und die Schmerzlinderung analysiert werden. Zu diesem Zweck ist geplant, primäre Zellen, Gewebe-(Äquivalente) und wt bzw. polyarthritische Mäuse in radonhaltiger Atmosphäre zu exponieren und Studien an Radonpatienten durchzuführen. Die geplante Laufzeit des Verbundprojektes beträgt 3,5 Jahre. Das Gesamtziel des Verbundes knüpft an die Notwendigkeit der Aufklärung biologischer Mechanismen im Niedrigdosis-Bereich an. Der Schwerpunkt wird auf die Wirkung von Radon gelegt, dessen radioaktiver Zerfall und Inkorporation von Tochternukliden durch den Menschen etwa 30% der mittleren Strahlenbelastung pro Jahr ausmacht. Andererseits wird eine hohe Zahl an Patienten, die unter chronischen, degenerativen, entzündlichen und schmerzhaften Erkrankungen leiden, in dafür ausgewiesenen Heilbädern mit Radon therapiert. Die Arbeiten des beantragten Projektes sollen dazu beitragen, Risiken und Nutzen einer Radon-Exposition auf wissenschaftlicher Basis besser abwägen zu können.
Im Vorhaben soll die Langzeitwirkung von Strahlung, insbesondere bei Radonexposition, näher untersucht werden. Neben den Risiken (genetischen Effekten) werden auch die für den therapeutischen Nutzen wichtigen immunmodulierenden Mechanismen, knochenmetabolische Veränderungen und die Schmerzlinderung analysiert werden. Zu diesem Zweck ist geplant, primäre Zellen, Gewebe-(Äquivalente) und wt bzw. polyarthritische Mäuse in radonhaltiger Atmosphäre zu exponieren und Studien an Radonpatienten durchzuführen. Die geplante Laufzeit des Verbundprojektes beträgt 3,5 Jahre. Das Gesamtziel des Verbundes knüpft an die Notwendigkeit der Aufklärung biologischer Mechanismen im Niedrigdosis-Bereich an. Der Schwerpunkt wird auf die Wirkung von Radon gelegt, dessen radioaktiver Zerfall und Inkorporation von Tochternukliden durch den Menschen etwa 30% der mittleren Strahlenbelastung pro Jahr ausmacht. Andererseits wird eine hohe Zahl an Patienten, die unter chronischen, degenerativen, entzündlichen und schmerzhaften Erkrankungen leiden, in dafür ausgewiesenen Heilbädern mit Radon therapiert. Die Arbeiten des beantragten Projektes sollen dazu beitragen, Risiken und Nutzen einer Radon-Exposition auf wissenschaftlicher Basis besser abwägen zu können.
Im Vorhaben soll die Langzeitwirkung von Strahlung, insbesondere bei Radonexposition, näher untersucht werden. Neben den Risiken (genetischen Effekten) werden auch die für den therapeutischen Nutzen wichtigen immunmodulierenden Mechanismen, knochenmetabolische Veränderungen und die Schmerzlinderung analysiert werden. Zu diesem Zweck ist geplant, primäre Zellen, Gewebe-(Äquivalente) und wt bzw. polyarthritische Mäuse in radonhaltiger Atmosphäre zu exponieren und Studien an Radonpatienten durchzuführen. Die geplante Laufzeit des Verbundprojektes beträgt 3,5 Jahre. Das Gesamtziel des Verbundes knüpft an die Notwendigkeit der Aufklärung biologischer Mechanismen im Niedrigdosis-Bereich an. Der Schwerpunkt wird auf die Wirkung von Radon gelegt, dessen radioaktiver Zerfall und Inkorporation von Tochternukliden durch den Menschen etwa 30% der mittleren Strahlenbelastung pro Jahr ausmacht. Andererseits wird eine hohe Zahl an Patienten, die unter chronischen, degenerativen, entzündlichen und schmerzhaften Erkrankungen leiden, in dafür ausgewiesenen Heilbädern mit Radon therapiert. Die Arbeiten des beantragten Projektes sollen dazu beitragen, Risiken und Nutzen einer Radon-Exposition auf wissenschaftlicher Basis besser abwägen zu können.
Im Vorhaben soll die Langzeitwirkung von Strahlung, insbesondere bei Radonexposition, näher untersucht werden. Neben den Risiken (genetischen Effekten) werden auch die für den therapeutischen Nutzen wichtigen immunmodulierenden Mechanismen, knochenmetabolische Veränderungen und die Schmerzlinderung analysiert werden. Zu diesem Zweck ist geplant, primäre Zellen, Gewebe-(Äquivalente) und wt bzw. polyarthritische Mäuse in radonhaltiger Atmosphäre zu exponieren und Studien an Radonpatienten durchzuführen. Die geplante Laufzeit des Verbundprojektes beträgt 3,5 Jahre. Das Gesamtziel des Verbundes knüpft an die Notwendigkeit der Aufklärung biologischer Mechanismen im Niedrigdosis-Bereich an. Der Schwerpunkt wird auf die Wirkung von Radon gelegt, dessen radioaktiver Zerfall und Inkorporation von Tochternukliden durch den Menschen etwa 30% der mittleren Strahlenbelastung pro Jahr ausmacht. Andererseits wird eine hohe Zahl an Patienten, die unter chronischen, degenerativen, entzündlichen und schmerzhaften Erkrankungen leiden, in dafür ausgewiesenen Heilbädern mit Radon therapiert. Die Arbeiten des beantragten Projektes sollen dazu beitragen, Risiken und Nutzen einer Radon-Exposition auf wissenschaftlicher Basis besser abwägen zu können.
Neuere epidemiologische Studien geben Hinweise, dass das Krebsrisiko nach Expositionen, die den Dosisgrenzwerten für beruflich strahlenexponierte Personen entsprechen, höher sein könnten als gegenwärtig von der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) angenommen (Highlight: Krebsrisiko nach Exposition mit niedrigen Dosen. Die Höhe der Strahlenrisiken einzelner Krebstypen und -lokalisationen und ihre Abhängigkeiten von Strahlenart und individuellen Faktoren sind im Wesentlichen unbekannt. Der innovative Forschungsansatz des Projektes kombiniert Epidemiologie und Strahlenbiologie, um Krebsrisiken nach Expositionen mit niedrigen Dosen oder Dosisraten zu erfassen. Schlüsselfaktoren der Karzinogenese nach Strahlenexposition wie die genomische Instabilität werden in Krebsgeweben und Blutproben von Mitgliedern der französischen Kohorte von Hämangiomapatienten und der Kohorte der Majak Arbeiter, und von ukrainischen Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall analysiert. Der interzelluläre Signalaustausch nach Exposition mit niedriger Dosis und sein Einfluss auf Apoptosis, genomische Instabilität und Zellproliferation und -differenzierung werden mit Zellkulturen und dreidimensionalen Gewebemodellen untersucht. Dies schließt Experimente mit Stammzellen ein, die aus gesundem menschlichem Brustgewebe isoliert werden sollen. Die Ergebnisse der strahlenbiologischen Experimente werden in Modelle der Karzinogenese nach Strahlenexposition integriert. Mit diesen Modellen werden Daten der folgenden strahlenepidemiologischen Kohorten analysiert: Atombombenüberlebende von Hiroshima und Nagasaki, französische, schwedische und italienische Schilddrüsenkrebspatienten, Majak Arbeiter, schwedische Hämangiomapatienten, ukrainische Schilddrüsenkrebspatienten nach dem Tschernobylunfall und beruflich strahlenexponierte Personen in Großbritannien. In den Kohorten werden Krebsrisiken für die weibliche Brust, die Lunge, die Schilddrüse und den Verdauungstrakt nach Exposition mit niedrig-LET Strahlung (externe Gammastrahlung oder interne Strahlung von inkorporiertem 131I) und für die Lunge nach Exposition mit hoch-LET Strahlung (Alpha-Strahlung von inkorporiertem Plutonium) analysiert. Basierend auf den Analysen der strahlen-epidemiologischen Daten werden Lebenszeitrisiken in Abhängigkeit von individuellen Risikofaktoren berechnet. Mögliche Anwendungen liegen in einer Überprüfung geltender Dosisgrenzwerte und in einer Optimierung von medizinischen Strahlenanwendungen.
In der Frage niedriger Dosen ionisierender Strahlen besteht dringender Forschungsbedarf sowohl hinsichtlich der Dosis-Wirkungs-Beziehungen als auch hinsichtlich der biologischen Mechanismen. Es wurde deshalb ein Projekt initiiert, bei dem die Wirkungen niedriger Strahlendosen über die gesamte Lebensspanne in Mäusen beiderlei Geschlechts analysiert wird. Die Tiere wurden einmalig im Alter von 10 Wochen mit Dosen zwischen 0 Gy und 0,5 Gy (60Co) bestrahlt; zunächst wurden die Auswirkungen auf das Auge und das Verhalten der Mäuse sowie pathologische Veränderungen betrachtet. Zu 4 Zeitpunkten (4 und 24 Stunden sowie 12 und 18 Monate nach der Bestrahlung) wurden biologische Proben verschiedener Organe, Blut und Plasma gesammelt und eingelagert. Um die Frage der genetischen Empfindlichkeit zu untersuchen, wurden neben Wildtyp-Mäusen auch heterozygote Mutanten einbezogen; die Mutation betrifft Ercc2, ein Gen, das für eine ATP-abhängige DNA-Helikase kodiert, die an der allgemeinen Transkription und DNA Reparatur beteiligt ist. Vielfältige molekulare und 'OMICS'-Analysen einschließlich einer systembiologischen sind Gegenstand dieses Antrags. Das Ziel des Verbundes ist es, ein ganzheitliches Verständnis der Wirkung niedriger Dosen ionisierender Strahlen auf einen Säugetierorganismus zu erhalten. Dazu werden auch cardio-vaskuläre Effekte, pathologische Veränderungen verschiedener Organe wie Augen, Darm, Lungen, Leber, Niere und Milz sowie Untersuchungen am Blut und Plasma untersucht. In diesen Organen werden globale Genexpressionsdaten gewonnen, so dass wir organspezifische Antworten auf ionisierende Strahlung rekonstruieren und auf bekannte Signalwegen abbilden können, um die informativen Knoten des Netzwerkes zu erkennen. Die geplante Studie ist die erste systembiologische Studie, die die ganze Spannbreite der Antworten der Maus auf niedrige Dosen ionisierender Strahlung erfasst und zugleich Hinweise auf genetisch definierte Unterschiede in der Strahlenempfindlichkeit erlaubt.
In der Frage niedriger Dosen ionisierender Strahlen besteht dringender Forschungsbedarf sowohl hinsichtlich der Dosis-Wirkungs-Beziehungen als auch hinsichtlich der biologischen Mechanismen. Es wurde deshalb ein Projekt initiiert, bei dem die Wirkungen niedriger Strahlendosen über die gesamte Lebensspanne in Mäusen beiderlei Geschlechts analysiert wird. Die Tiere wurden einmalig im Alter von 10 Wochen mit Dosen zwischen 0 Gy und 0,5 Gy (60Co) bestrahlt und 4 und 24 Stunden sowie 12 und 18 Monate danach Proben gesammelt. Das Auge wird dabei sofort untersucht, andere Organe zur späteren systematischen Untersuchung asserviert. Um die Frage der genetischen Empfindlichkeit zu untersuchen, werden neben Wildtyp-Mäusen auch heterozygote Mutanten einbezogen; die rezessive Mutation betrifft Ercc2, ein Gen, das an der allgemeinen Transkription und DNA Reparatur beteiligt ist. Durch vielfältige molekulare und 'OMICS'-Analysen einschließlich einer systembiologischen Auswertung wird ein Gesamtbild der Strahlenwirkung über die gesamte Lebenszeit der Maus erwartet, sowie ein Einblick in die Signalwege und Mechanismen niedriger Dosen. Der Fokus des Teilprojekts am BfS liegt auf Herz-Kreislauf-Markern und auf immunologischen Markern. Dazu wird das gesammelte und isolierte Blutplasma für die Bestimmung inflammatorischer Faktoren und Stoffwechselmetabolite verwendet. Mit Hilfe des Multiplex Immunassays (Kooperation Deutsches Diabeteszentrum) werden Veränderungen in bekannten Cytokinen/Chemokinen (z.B. IL-6, IL-8, CRP, TGF-beta, VEGF) analysiert, die strahlenbiologisch bedeutsam sind und möglicherweise als immunologische Marker eine Rolle spielen. An Milzproben werden die im Projekt 'ZISS' identifizierten Proteine, die möglicherweise als Kandidaten für Strahlenempfindlichkeit angesehen werden können, verifiziert. In kryokonservierten Lebern werden Änderungen in der Protein- und Phosphoproteinexpression mittels Proteomics untersucht.
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| Bund | 26 |
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