Die spezifische Schaedlichkeit von Steinkohlegrubenstaeuben ist neben der Staubbelastung der Bergleute die wesentlichste Einflussgroesse fuer das Risiko einer Pneumokoniose-Erkrankung. Die wechselnden Krankheitserscheinungen haengen in erster Linie von der Zusammensetzung der Mineralstaeube und von der Beschaffenheit der Quarzpartikel ab. Zelltoxisch wirksam ist nur die unverwachsene nichtmaskiertefreie Quarzoberflaeche. Zu ihrer Bestimmung werden phasenkontrastmikroskopische, elektronenmikroskopische, Esca- und Auger-Untersuchungen durchgefuehrt und mit einem neu entwickelten Mess- und Auswerteverfahren die Abhaengigkeit der Oberflaechenaciditaetsverhaeltnisse von der LDH-Zytotoxizitaet bestimmt. Darueber hinaus wird die Beeinflussung der Oberflaechenaciditaet durch die Anionengehalte insbesondere durch Sulfat und der Einfluss nicht lagerstaettentypischer hydraulischer Baustoffmaterialien untersucht.
ExITox-2 hat zum Ziel eine integrierte Teststrategie (IATA) zu entwickeln, die Tierversuche mit wiederholter inhalativer Verabreichung ersetzt. Der in ExITox-1 entwickelte Read across Ansatz soll weiterentwickelt werden. Neben der Gruppe der Vinylester sollen in ExITox-2 vier neue Gruppen, die Lungenfibrose bzw. Lungenentzündung verursachen, getestet werden. Neue Aspekte sind: i) Integration von in vitro Daten aus Toxv21; ii) Abschätzung der Toxikokinetik mit Hilfe von PBPK- und QSAR Modellen; iii) Unterscheidung von Genexpressionsveränderungen bei geringen und hohen Dosen; iv) Analyse der microRNA; v) Bestätigung der Genexpressionsänderungen durch RTqPCR. Zur besseren Darstellung der Ergebnisse werden Mastersignalwege entwickelt, um zellspezifische Antworten von generellen Stressantworten zu unterscheiden. Die Integration dieser Ergebnisse in eine Test- und Bewertungsstrategie (IATA) soll zur Einschätzung der Toxizität einer inhalierbaren Chemikalie ohne Tierversuch führen. AP1 Stoffauswahl: Zwei Stoffgruppen sollen zu 'Fibrosis' und 'Inflammation' ausgewählt werden (M1.2), sowie Literaturdaten zu den Leitstoffen und Analoga identifiziert werden (M1.3). AP5 Bioinformatik Für 'Hyperplasie', 'Fibrose' und 'Entzündung' werden master pathways erstellt (M 5.1). Differentiell exprimierte Gene (DEG) werden bestimmt (M 5.2). Mit Hilfe der upstream Analyse werden gewebespezifische Masterregulatoren identifiziert (M 5.5). Daraus werden RAX spezifische Profile erstellt (M 5.6). AP6: Transfer der experimentellen Daten und Modelle in die IATA. Es werden die biologischen Profile innerhalb der Stoffgruppe (intra-group) und unter den Stoffgruppen (inter-group) verglichen (M 6.2), sowie zur Ermittlung von AOP und generellen Stressantworten die Stoffgruppen-spezifischen Profile mit den Daten aus M5.1 abgeglichen (M 6.3). Die Ergebnisse des Projektes werden in eine Bewertungsstrategie (IATA) integriert (M 6.4).
Das Projekt ICONS soll helfen, die unzureichende toxikologische Datenlage für mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT) zu verbessern. Es gilt, die Toxizitätsmechanismen von MWCNT und deren mechanistische Faktoren besser zu verstehen. Varianten von einem MWCNT-Typ (mit unterschiedlicher Oberflächenfunktionalisierung) sollen auf zwei entscheidende gesundheitliche Lungenrisiken hin, die Induktion von Lungenfibrose und Gentoxizität, untersucht werden. Ausgewählte MWCNTs mit unterschiedlicher Art und Dichtegrad der Funktionalisierung, die alle aus einer identischen Charge MWCNT (Nanocyl NC7000) abgeleitet werden, sollen zum Einsatz kommen und erlauben die Ableitung von signifikanten toxikologischen Daten. Aus der Gesamtanalyse soll ein integrierter Ansatz zur Risikobewertung abgeleitet werden.
An vielen Arbeitsplätzen (z. B. Bauindustrie, Metallindustrie) besteht eine Belastung mit Stäuben, deren lungenschädigende Wirkung (Fibrose, Krebs) seit längerem national und international diskutiert wird. Experimentell wurde nach Inhalation vor allem eine lungenkrebserzeugende Wirkung von ultrafeinen Partikeln (Ruß, Titandioxid) beobachtet, während nach intratrachealer Instillation auch größere Staubpartikel krebserzeugend waren (F 1843). Der Mechanismus der kanzerogenen Wirkung von Partikeln in der Lunge ist derzeit noch weitgehend unbekannt (sekundäre Gentoxizität durch Entzündungsreaktionen? direkte Gentoxizität durch Partikel selbst? Übersicht bei Knaapen et al. (2004)). In geeigneten Systemen (Lungenepithelien als Zielzellen der Kanzerogenität, in-vitro, in-vivo) soll geprüft werden, welche Partikel welche gentoxische Wirkung induzieren. Gegebenenfalls sollte auch geprüft werden, ob die Anwesenheit von Entzündungszellen (Granulozyten) die gentoxische Antwort modifiziert (siehe auch Johnston 2000 zu Untersuchungen mit Quarz und amorpher Kieselsäure). Derartige Fragen werden zur Zeit in einem Arbeitskreis von MAK-Kommission und Unterarbeitskreis UA III im AGS diskutiert.
Der Ausschuss für Gefahrstoffe hat 2001 den Allgemeinen Staubgrenzwert für die alveolengängige Partikelfraktion auf 3 mg/m3 abgesenkt (mit Ausnahmen, für die 6 mg/m gelten) sowie für die einatembare Staubfraktion die Einführung eines Luftgrenzwertes von 10 mg/m3 zum 1.4.2004 beschlossen. In einigen Branchen und Gewerken bestehen Probleme, diese Grenzwerte zukünftig einzuhalten. Die Untersuchungen im Rahmen dieses Projektes sollen vorgelegte Daten validieren und Lücken in den Expositionsdaten beseitigen. Anhand der Erhebungen zum Stand der Sicherheitstechnik sollen Schutzmaßnahmepakete abgeleitet werden, die es den Betrieben ermöglichen, zukünftig den Allgemeinen Staubgrenzwert einzuhalten.