Mykotoxine sind Metaboliten des Sekundärstoffwechsels mikroskopisch kleiner Pilze, vor allem der Gattung Aspergillus, Penicillium und Fusarium. In bestimmten Konzentrationen wirken sie toxisch für Mensch, Tier und Pflanze. Die als Feldpilze bekannten Fusarien bilden Mykotoxine (Trichothezen und Zearalenon) zum Teil schon während der Wachstums- und Reifungsphase des heimischen Futtergetreides und beim Mais. Trichothezen (Deoxynivalenol, DNO) übt eine zytotoxische Wirkung aus, indem es die Protein- und DNA-Synthese hemmt. Aufgrund seiner hohen Zytotxizität greift die Substanz an verschiedenen Systemen des Körpers ein, so dass infolge einer Abwehrschwäche Fruchtbarkeitsstörungen (Unfruchtbarkeit, Umrauschen), Aborte, Totgeburten und mimifizierte Früchtte sowie Uterusatrophie bei Sauen insbesondere bei Jungsauen aufgetreten sind. Im Gegensatz dazu sind die Zearalenone nicht toxisch. Ihre Aktivität im Tier besteht in einer östrogenen Wirkung, die zu Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen und zu Fruchtbarkeitsstörungen beim Schwein führen. Ein Einfluss von Mykotoxin auf die Fruchtbarkeit wurde bisher weitgehend nach Fütterung von mykotoxin-haltigen Futtermitteln beobachtet. Grundlagenerkenntnisse über direkte negative Einflüsse von Mykotoxinen auf die Fruchtbarkeit können mit Hilfe von Untersuchungen mittels In-vitro-Kultivierung von Eizellen und Embryonen, ovariellen und uterinen Zellen gewonnen werden. Die physiologische Aktivität der genannten Zelltypen des weiblichen Reproduktionstraktes kann über funktionelle Tests gemessen werden, die ihrerseits darüber Auskunft geben, in welchem Maße die Leistungen dieser Zellen bzw. Embryonen störanfällig gegenüber Zearalenon und Trichothezen sind.
Im Hinblick auf die Ursache der cytoplasmatisch-kerngenischen männlichen Sterilität beim PET2-Plasma konnte sowohl ein neuer offener Leserahmen orf288 identifiziert werden, der für ein 10,6-kDa-Protein mit einer potentiellen Transmembrandomäne kodiert, als auch ein zusätzliches 5'-deletiertes atp9 Gen (orf231). Der orf288 wird in Blättern der männlich sterilen Pflanzen (PET2) und der fertilitätsrestaurierten Hybride exprimiert. Bei der Überexpression des orf288 in E. coli erwies sich dieser als cytotoxisch, ebenso der orf231. Es muss geklärt werden, ob der orf288 für das spezifische 12,4-kDa-Protein im PET2-Plasma kodiert. Außerdem sind für die Wirkungsweise die Lokalisation innerhalb der Mitochondrien und eine mögliche Assoziation mit anderen mitochondrialen Proteinkomplexen von Bedeutung. Zudem muss der Einfluss des Restorergens RfPET2 auf die Transkription und Expression des Genprodukts des orf288 und/oder des orf231 in den Blüten untersucht werden. Über die Transformation von Tabak mit einem Konstrukt zur antherenspezifischen Expression des orf288 und/oder orf231 soll der ursächliche Zusammenhang zwischen der männlichen Sterilität und diesen orfs erbracht werden.
Obwohl bei Triticale partielle Fremdbefruchtung vorkommt, werden derzeit bei der Entwicklung neuer Sorten Methoden der Linienzüchtung eingesetzt. Untersuchungen zur Heterosis lassen jedoch erkennen, dass die Hybridzüchtung eine aussichtsreiche Alternative zur Linienzüchtung darstellt. Es gilt nun, die genetischen und methodischen Grundlagen zu untersuchen, ein stabiles System für die cytoplasmatisch männliche Sterilität (CMS) zu etablieren und die Restorerfähigkeit zu analysieren. Auf Basis von Untersuchungen zur genetischen Diversität werden Konzepte zur Entwicklung Heterotischer Gruppen erarbeitet.
Wie wirkt ionisierende Strahlung? Wenn ionisierende Strahlung auf den menschlichen Körper trifft, können Schäden in einzelnen Zellen oder Geweben entstehen. Ob und in welchem Ausmaß eine Strahlenexposition zu einem gesundheitlichen Schaden führt, hängt von verschiedenen Faktoren ab: der absorbierten Strahlenmenge, der Strahlenart und davon, welches Organ oder Gewebe des Körpers hauptsächlich betroffen ist. Für Spätfolgen einer Strahlenexposition sind Veränderungen der DNA von besonderer Bedeutung. Wenn ionisierende Strahlung auf den menschlichen Körper trifft, können Schäden in einzelnen Zellen oder Geweben entstehen. Das liegt daran, dass die Strahlungsenergie chemische Verbindungen ( Moleküle ) auseinanderbrechen kann. Auch einzelne Elektronen, also elektrisch geladene Teilchen, können aus Verbindungen herausgeschlagen werden. So kann Strahlung direkt alle Elemente der Zelle, wie zum Beispiel DNA (Moleküle, die die Erbinformation tragen) oder Proteine schädigen. Andererseits kann Strahlung auch mit dem Wasser interagieren, das in Zellen reichlich vorhanden ist, und Radikale bilden. Diese sehr reaktionsfreudigen Stoffe können wiederum auf Zellbestandteile treffen und diese schädigen. Für Spätfolgen einer Strahlenexposition sind Veränderungen der DNA von besonderer Bedeutung. Reparaturmechanismen der Zelle Normalerweise ist die Zelle in der Lage, Strahlenschäden korrekt zu reparieren, sodass keine negativen Folgen auftreten. Schafft sie das nicht, stirbt sie in der Regel ab. Dafür hat der menschliche Körper raffinierte, strukturierte Programme zur Verfügung ( z. B. Apoptose). Bei massiven Schäden durch eine Bestrahlung mit sehr hohen Strahlendosen funktionieren aber auch diese Vorgänge nicht mehr und die Zelle stirbt unkontrolliert ab (Nekrose). Besonders gefährlich ist jedoch, wenn die DNA einer Zelle geschädigt wird und der Schaden entweder gar nicht oder fehlerhaft repariert wird, während die Zelle gleichzeitig weiter überlebt. So können genetisch veränderte (mutierte) Zellen entstehen, die sich weiter vermehren und z. B. eine Krebserkrankung auslösen. Strahlenwirkungen auf den Organismus Ionisierende Strahlung wirkt aber nicht nur auf die DNA. Sie kann auch die Struktur und Funktion von Zellen verändern. Das kann Entzündungsreaktionen, Zellalterung oder Funktionsverlust auslösen und unter anderem Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Katarakte (Trübungen der Augenlinse) verursachen. Ob und in welchem Ausmaß eine Strahlenexposition zu einem gesundheitlichen Schaden führt, hängt von verschiedenen Faktoren ab: der absorbierten Strahlenmenge, der Strahlenart und davon, welches Organ oder Gewebe des Körpers hauptsächlich betroffen ist. Im System des Strahlenschutzes werden Strahlenwirkungen in zwei unterschiedliche Kategorien eingeteilt: „ stochastische Effekte“ auf der einen Seite und "Gewebeeffekte" (auch deterministischen Effekte genannt) auf der anderen Seite. Vergleich zwischen deterministischen und stochastischen Strahlenschäden Deterministische Strahlenschäden (Gewebeschäden) Stochastische Strahlenschäden Beschreibung Schäden, die nur oberhalb eines Schwellenwertes der Dosis in nennenswertem Ausmaß auftreten Später auftretende Schäden aufgrund von Zellen, deren DNA (Erbmaterial) geschädigt wurde Ursache des Schadens Abtötung oder Fehlfunktionen zahlreicher Zellen Mutationen und nachfolgende Vermehrung von einzelnen mutierten Zellen (Körperzellen oder Keimzellen) Dosis -Abhängigkeit Je höher die Strahlendosis, desto schwerer der Strahlenschaden Je höher die Strahlendosis, desto höher die Wahrscheinlichkeit des Eintretens eines Strahlenschadens Dosis - Schwellenwert ca. 500 Millisievert ( mSv ); beim ungeborenen Kind ca. 50 bis 100 mSv Nicht vorhanden Beispiele Rötungen der Haut, Haarausfall, Unfruchtbarkeit, akute Strahlenkrankheit, Fehlbildungen und Fehlentwicklungen des Gehirns beim Ungeborenen Krebs Bei manchen Erkrankungen, die auch als Folge von Strahlung auftreten können, ist der genaue Zusammenhang zwischen Strahlendosis und Erkrankungsrisiko noch unklar. Insbesondere ist nicht gesichert, dass es für sie eine Schwellenwertdosis gibt, also eine Dosis, die dafür mindestens nötig ist. Und falls es einen solchen Wert gibt, wo dieser genau liegt. Ziele des Strahlenschutzes Der Strahlenschutz ist darauf ausgerichtet, die Gesundheit des Menschen zu schützen. Er hat das Ziel, Gewebeschäden ( deterministische Strahlenschäden) zuverlässig zu verhindern und das Risiko für stochastische Schäden auf ein vernünftigerweise erreichbares Maß zu reduzieren (ALARA-Prinzip). Stand: 30.06.2026
Sensoren sind in extremer Vielfalt zur Steuerung und Überwachung von Bioprozessen im Einsatz. Typische stabförmige Sensorelektroden werden über einen Standard-Port in den Bioreaktor eingebracht und repräsentieren einen Messwert an nur einer Stelle des Reaktors. Daher können Informationen über Prozessparameter, die inhomogen verteilt sind, nicht erfasst werden. Dies kann zur Wahl von suboptimalen Prozesskontrollparametern führen und Ergebnisse negativ beeinflussen. Darüber hinaus kann der Zugang für Sensoren hinsichtlich der Sterilität des Prozesses zu Problemen führen, wenn die Prozessüberwachung für das Reaktorsystem konstruktiv nicht vorgesehen ist. Ein Beispiel für einen derartigen Reaktor ist der oft verwendete Erlenmeyerkolben. Ziel des Projekts ist die Entwicklung ortsunabhängiger, voll autarker, minimal invasiver Mikrosensoren, den so genannten Sens-o-Spheres, um diesen Problemen zu begegnen. Dazu soll eine typische Messvorrichtung für die Temperatur, welche eine einfach zu erfassende und dennoch wichtige Messgröße für Bioprozesse darstellt, in eine kleine Kugel mit nur wenigen Millimetern Durchmesser abgebildet werden. Die Kugel besteht aus einer funktionell integrierten Antenne innerhalb der Kapselung (1), welche für die Verwendung in biotechnologischen Prozessen geeignet ist, einem Mikrocontroller zur Funktionskoordination (2) und einer wiederaufladbaren Energieversorgung (3).
Das wesentliche Ziel der Machbarkeitsstudie war die Untersuchung der Rahmenbedingungen für eine langfristige internationale Folgestudie einer größeren Patientinnen-Kohorte zur Abschätzung des Risikos von Brustkrebs als Zweittumor bei Schilddrüsenkarzinom-Patientinnen nach einer Radioiodtherapie (RIT) im Kindes- bzw. Jugendalter. Zur Klärung des praktischen Arbeitsablaufs wurden Schilddrüsenkarzinom-Patientinnen aus Belarus, die vor dem 19. Lebensjahr mit RIT (Patientinnen-Gruppe) bzw. ohne RIT (Kontrollgruppe) behandelt worden waren, untersucht. Das Forschungsvorhaben bestand aus vier Arbeitspaketen (AP): In AP1 wurde der aktuelle relevante Stand von Wissenschaft und Technik ermittelt und in einem Literaturreview sowie einer Zusammenfassung von Stellungnahmen nationaler und internationaler Gremien dargestellt. Dabei ergab sich kein klares Bild bzgl. des Risikos von Brustkrebs nach RIT im jüngeren Lebensalter. Hierbei dürften die häufig mit unter 10 Jahren viel zu kurzen Nachbeobachtungszeiten eine wesentliche Rolle spielen. In AP2 wurden für die Folgestudie geeignete nationale und internationale Patientinnen- und Kontrollkohorten aus 10 Zentren identifiziert und ihre Charakteristika beschrieben. Bei Anhebung der Altersgrenze von 18 auf 40 Jahre finden sich derzeit 3.300 Fälle und 500 Kontrollen in den jeweiligen Registern. Die Anzahl rekrutierbarer Patientinnen mit RIT und Kontrollen sowie aktuell aufdeckbare Effekte wurden in einer Fallzahlberechnung bzw. statistischen Analyse abgeschätzt; für eine Folgestudie sollten demnach mindestens 4.340 Fälle und 660 Kontrollen rekrutiert werden. Bei Rekrutierung weiterer drei bis fünf internationaler Schilddrüsenzentren für eine Folgestudie könnte diese Zahl erreicht werden. Die Durchführung der Machbarkeitsstudie wurde geplant, Erhebungsinstrumente wurden überarbeitet sowie Untersuchungsmethoden (obligat: radiologische Anamnese sowie klinische Untersuchung und Sonographie der Brust; begleitend: Nachsorge des Schilddrüsenkarzinoms sowie allgemeine gynäkologische Anamnese und Untersuchung) und Qualitätssicherungsprogramme festgelegt. In AP3 wurden 111 Fälle nach RIT und 90 Kontrollen protokollkonform in Belarus untersucht. In AP4 wurde die Datenbank aktualisiert; die erhobenen Daten wurden analysiert. In der Fallgruppe wurden ein Mammakarzinom und drei Zervixkarzinome neu entdeckt; in der Kontrollgruppe fanden sich keine Krebsfälle. Diese Unterschiede sind aufgrund der geringen Stichprobenumfänge nicht signifikant. Auffällig war neben einigen, die Nachsorge des Schilddrüsenkarzinoms betreffenden, Nebenbefunden die mit 23% hoch signifikant erhöhte Rate von Infertilität in der Fallgruppe (gegenüber 4% in der Kontrollgruppe). Zusammenfassend ergibt sich aus der Machbarkeitsstudie folgende Empfehlung: Grundsätzlich ist eine Nachfolgestudie an einer ausreichend großen Zahl von Patientinnen machbar; das dazu erforderliche Programm einschließlich der erforderlichen Qualitätskontrollen wurde erfolgreich in der Machbarkeitsstudie getestet. Nach den aktualisierten Literaturauswertungen müssen sich die Nachbeobachtungen über einen Zeitraum von 10 bis mindestens 30 Jahren nach der RIT erstrecken. Eine derartige Follow-Up-Studie erscheint aus Praktikabilitäts- und Compliance-Gründen als kaum durchführbar. Bei der Konzeption einer Folgestudie sollte deshalb eine Fall-Kontrollstudie bei Patientinnen < 40 Jahre angestrebt werden, bei denen die Diagnose des Schilddrüsenkarzinoms 20 - 30 Jahre zurückliegt. Ein Brustkrebsscreening ist aber bei einem größeren Kollektiv von Schilddrüsenkarzinom-Patientinnen mit allenfalls gering erhöhtem Risiko für ein Mammakarzinom nach RIT wegen der zu erwartenden hohen Rate falsch positiver Befunde in der Größenordnung von 10% und einer nicht genauer zu beziffernden Zahl von „Überdiagnosen“ ethisch nicht unproblematisch. Diese Bedenken treffen auf das Kontrollkollektiv, bei dem keine Strahlenexposition als risikoerhöhender Faktor zum Tragen kommt, in noch ausgeprägterer Form zu. Daher müssen Patientinnen und Kontrollen in die Entscheidung zum Brustkrebsscreening im Sinne eines aufwändigen shared decision makings aktiv eingebunden werden. Forschungsbedarf ergibt sich zur Frage einer erhöhten Infertilitätsrate nach RIT wegen eines Schilddrüsenkarzinoms. Eine Folgestudie zu dieser Thematik dürfte mit – im Vergleich zur Brustkrebsthematik – wesentlich geringeren Fallzahlen durchführbar sein.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 58 |
| Europa | 2 |
| Land | 3 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 23 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 56 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 4 |
| Offen | 58 |
| Language | Count |
|---|---|
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| Resource type | Count |
|---|---|
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 29 |
| Lebewesen und Lebensräume | 62 |
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