Toxikologie und Umwelthygiene

Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin

Genetische Toxikologie

Komet


Aberration

Bei der toxikologischen Bewertung von umwelt- und arbeitsplatzrelevanten Noxen sowie im Rahmen von Anmelde- und Zulassungsverfahren von Chemikalien und Arzneimitteln nimmt die Bestimmung des gentoxischen Potenzials eine zentrale Stellung ein.

Die Arbeitsgruppe Genetische Toxikologie bietet In-vitro- und In-vivo-Gentoxizitätstests zur Abschätzung des mutagenen Potenzials von Chemikalien, Arzneimitteln und Partikeln für die Industrie und öffentliche Auftraggeber an. Für unsere Kunden führen wir die von den Zulassungsbehörden geforderten Standardtests gemäß den internationalen Richtlinien (OECD, EU, ICH, EPA, FDA) und unter GLP-Bedingungen durch. Ein besonderer Schwerpunkt des Instituts liegt in der Untersuchung von toxischen Effekten luftgetragener Stoffe. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit innerhalb des Instituts können auch In-vivo- und In-vitro-Untersuchungen zum mutagenen Potenzial von Gasen, Partikeln, Aerosolen und komplexen Gemischen durchgeführt werden. Diese Untersuchungen sind z. B. für Aspekte der Arbeitssicherheit und für Umweltanalysen von Bedeutung.

In der Arbeitsgruppe Genetische Toxikologie werden die gentoxikologischen Standardmethoden je nach Fragestellung des Auftraggebers adaptiert, weiterentwickelt und bei Bedarf durch weitere Methoden zur Aufklärung des Wirkmechanismus ergänzt. Die im Institut vorhandene Expertise auf den Gebieten der Zellbiologie und Zellisolation schafft dabei die Grundlage, um das gentoxische Potenzial an relevanten Targetzellen untersuchen zu können.

Weitere Informationen

Projekte

Arbeit mit dem Mikroskop

  • In-vitro-Untersuchungen zum toxischen und gentoxischen Potenzial von quarzhaltigen Keramikstäuben
  • Comet-Assay-basierte Beurteilung der Gentoxizität von quarzhaltigen Keramikfasern
  • Mechanistische Untersuchungen zur Gentoxizität bzw. Toxizität von Nitrostyrolderivaten unter Berücksichtigung oxidativer DNA-Schäden
  • Vergleichende Untersuchungen zum DNA-schädigenden Potenzial von Formaldehyd an V79-Zellen, primären Nasenepithelzellen und der Nasenepithel-Tumorzelllinie RPMI-2650
  • Mechanistische Untersuchungen zum gentoxischen Potenzial eines Initiators aus dem Bereich der Zahnfüllmaterialien unter besonderer Berücksichtigung von reaktiven Sauerstoffspezies
  • Untersuchungen zur In-vitro- und In-vivo-Gentoxizität eines neuen Antimalariamittels
  • Weiterentwicklung und Validierung eines In-vitro-Modells für die zulassungsrelevante Prüfung auf Gentoxizität von inhalierbaren Gasen

Weitere Projekte unter Wahrung der Geheimhaltungsvereinbarung

Methoden

Labor

  • Expositionsmodalitäten:
    Behandlung von Zellen über das Kulturmedium
    Exposition von Zellen an der Luft- / Flüssigkeitsgrenze (Gase, Aerosole)
    Behandlung von Nagern: inhalativ (»nose-only«, Ganzkörper), intratracheal, oral, i.p. 
  • Methodenspektrum:
    Mikrokerntest in vitro und in vivo
    Chromosomenaberrationstest in vitro (z. B. V-79, Humanlymphozyten)
    Säugerzell-Genmutationstests (Mauslymphom-TK-Test, HPRT-Test)
    Rückmutationstest mit Bakterien (Ames-Test)
    Comet-Assay (alkalisch, neutral, azellulär und Modifikation zur Erkennung von Crosslinks und oxidativen DNA-Schäden)
    32P-Postlabelling zum Nachweis von DNA-Addukten
    Bestimmung von 8-OHdG und dG mit HPLC zum Nachweis oxidativer DNA-Schäden
    Nachweis der apoptotischen DNA-Fragmentierung
    Bestimmung von Lebendzellzahl, Anheftungsseffizienz und Membranintegrität  

Bei komplexen Fragestellungen können die genannten Methoden durch weitere Methoden aus den Abteilungen Analytische Chemie, In-vitro-Toxikologie, Klinische Chemie, Immuntoxikologie, Molekulare Toxikologie und Pathologie ergänzt werden. Die Analytische Chemie bietet z. B. verschiedene Möglichkeiten der chemischen Analyse von Prüfsubstanzlösungen bis hin zur Strukturaufklärung.

  • Prüfsysteme:
    Bakterien
    Adhärent wachsende Zelllinien (z. B. V-79, RPMI-2650, A-549)
    Suspensionszelllinien (z. B. L5178Y/TK+/-, HL-60) 
    Primäre Zellen (z. B. Humanlymphozyten, Hepatozyten, Alveolarmakrophagen, Alveolar-Typ-II-Zellen)
    Nager (Maus, Ratte)

Ausgewählte Publikationen

2009

  • Creutzenberg, O.; Ziemann, C.; Hansen, T.; Ernst, H.; Jackson, P.; Cartlidge, D.; Brown, R.: In vivo study with quartz-containing ceramic dusts: Inflammatory effects of two factory samples in lungs after intratracheal instillation in a 28-day study with rats
    In: Journal of Physics: Conference Series [Elektronische Ressource] 151 (2009), 012031, 5 p. 
  • Ziemann, C.; Brockmeyer, H.; Reddy, S. B.; Prihoda, T. J.; Kuster, N.; Tillmann, T.; Dasenbrock, C.: Absence of genotoxic potential of 902 MHz (GSM) and 1747 MHz (DCS) wireless communication signals: In vivo two-year bioassay in B6C3F1 mice
    In: International Journal of Radiation Biology (2009), 11 p. [First article]
  • Ziemann, C.; Class, P.; Bellmann, B.; Creutzenberg, O.; Brown, R.: Effects of heating on free crystalline silica content, appearance, and biological activity of devitrified alkaline earth insulation wools
    In: Naunyn-Schmiedebergs Archives of Pharmacology 379 (2009), Suppl. 1, p. 74, No. 366
  • Ziemann, C.; Jackson, P.; Brown, R.; Attik, G.; Rihn, B. H.; Creutzenberg, O.: Quartz-containing ceramic custs: in vitro screening of the cytotoxic, genotoxic and pro-inflammatory potential of 5 factory samples
    In: Journal of Physics: Conference Series [Elektronische Ressource] 151 (2009), 012067, 6 p.

2008

  • Abdul, J.Y.; Ritz, V.; Jakimenko, A.; Schmitz-Salue, C.; Siebert, H.; Awuah, D.; Kotthaus, A.; Kietzmann, T.; Ziemann, C.; Hirsch-Ernst, KI.: Vesicular localization of the rat ATP-binding cassette half-transporter rAbcb6
    In: American journal of physiology/Cell physiology 294 (2008), 2, p. C579-90
  • Creutzenberg, O.; Ziemann, C.; Hansen, T.; Ernst, H.; Jackson, P.; Brown, R.: Quartz-containing ceramic dusts: in vivo study on inflammatory effects of two factory samples in lungs after intratracheal instillation in a 28-day study with rats
    In: The Toxicologist 102 (2008), 1, p. 105, abstract 514
  • Monfort, E.; Ibanez, M. J.; Escrig, A.; Jackson, P.; Cartlidge, E.; Gorbunov, B.; Creutzenberg, O.; Ziemann, C.: Respirable crystalline silica in the ceramic industries. Sampling, exposure and toxicology
    In: Ceramic forum international : cfi : Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft 85 (2008), 12, p. E36-E42
  • Reifferscheid, G.; Ziemann, C.; Fieblinger, D.; Dill, F.; Gminski, R.; Grummt, H. J.; Hafner, C.; Hollert, H.; Kunz, S. ; Rodrigo. G.; Stopper, H.; Selke, D.: Measurement of genotoxicity in wastewater samples with the in vitro micronucleus test-Results of a round-robin study in the context of standardisation according to ISO
    In: Mutation Research : International journal on mutagenesis, chromosome breakage and related subjects 649 (2008), 1-2, p. 15-27
  • Volk, J.; Geurtsen, W.; Leyhausen, G.; Beckedorf, A.; Rahmer, H. ; Ziemann, C.: Genotoxicity of camphorquinone in HGF and mouse lymphoma cells
    In: International Association for Dental Research / Pan European Federation: Meeting of the PEF (2008), Abstract 445
  • Ziemann, C.; Hansen, T.; Jackson, P.; Brown, R.; Creutzenberg, O.: In vitro and in vivo screening of the cytotoxic, pro-inflammatory and genotoxic potential of quartz-containing ceramic dusts
    In: Naunyn-Schmiedebergs Archives of Pharmacology 377 (2008), Suppl. 1, S. 72., Abstract 355
  • Ziemann, C.; Jackson, P.; Brown, R.; Attik, R.; Rihn, B.; Creutzenberg, O.: Quartz-containing ceramic dusts: in vitro screening of the cytotoxic and genotoxic potential of 5 factory samples
    In: The Toxicologist 102 (2008), 1, p. 105, abstract 513

2007

  • Reifferscheid, G.; Selke, D.-M.; Zieman, C.; Stopper, H.; Rodrigo, G.; Kunz, S.; Hollert, H.; Hafner, C.; Grummt, H.-J.; Gminski, R.; Fieblinger, D.; Dill, F.: Untersuchung von Abwasserproben auf Gentoxizität : Ergebnisse eines Ringversuchs mit dem in vitro-Mikrokerntest im Rahmen der Standardisierung nach ISO
    In: Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung 19 (2007), 1, p. 7-16