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Analyse der funktionellen Interaktion des cirkadianen mit dem endokrinen System zur Etablierung sensitiver in-vitro-Testsysteme
Projekt
Förderkennzeichen: BfR-TOX-08-1322-636
Laufzeit: 01.04.2015
- 31.12.2018
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
In den letzten Jahren wurde die Bedeutung von Substanzen, die das endokrine System nachhaltig schädigen, sogenannte endokrine Disruptoren (ED), umfassend aber noch lange nicht abschließend diskutiert. Trotzdem hat bereits der Nachweis einer solchen Aktivität in verschiedenen regulatorischen Bereichen (Chemikalien, Pestizide, Biozide) weitreichende Konsequenzen, bis hin zum Vermarktungsverbot. Unklar ist jedoch nach wie vor, wie eine solche Aktivität dargestellt bzw. nachgewiesen werden soll. Hier könnten in vitro Testsysteme einen wichtigen Beitrag leisten, eine potentiell endokrine Wirkung zu beschreiben oder in Zukunft möglicherweise sogar auszuschließen und damit auch einen Beitrag zu Reduktion von Tierversuche zu leisten. Im Rahmen dieses Projekts soll überprüft werden, inwieweit eine Berücksichtigung der verschiedenen Interaktionen des Estrogenrezeptors mit dem cirkadianen System hilft, sensitive und auch prädiktive Testmethoden zum Nachweis endokriner Disruptoren zu etablieren. Dazu sollen synchronisierte Zellen zu verschiedenen Zeitpunkten mit Er-alpha-Agonisten und -Antagonisten behandelt werden. Dies könnte die Sensitivität des Testsystems signifikant beeinflussen und den Nachweis endokrin schädigender Wirkungen bei biologisch und toxikologisch relevanten Konzentrationen ermöglichen. Zudem sollen neue molekulare Endpunkte identifiziert werden, wobei auch die Expression von Komponenten des cirkadianen Systems selbst als neue, molekularen Endpunkt geeignet sein können. Diese Untersuchungen dienen daher der Entwicklung neuer, prädiktiver, molekularer Testsysteme zur sensitiven und prädiktiven Identifizierung potentiell endokrine Disruptoren.
Im Förderzeitraum wurden eine Reihe Techniken etabliert, die eine Analyse von cirkadianen Rhythmen in Zelllinien erlauben. Dazu gehört (1) die Synchronisierung bzw. das Entrainment von Zellen, (2) die Analyse der Expression von Genen des cirkadianen Regulationsnetzwerks mittels qRT-PCR und (3) die Generierung von transgenen Zelllinien, in denen der cirkadiane Rhythmus auch in lebenden Zellen über Tage verfolgt werden kann. Die verwendete Zelllinie hTertHME-1 zeigte sich als geeignet, um die rhythmische Expression der Clock-Gene mit hoher Reproduzierbarkeit nachzuweisen. Allerdings konnte weder die zuvor publizierte rhythmische Expression, eine cirkadian regulierte Aktivität des Er-alpha, noch eine signifikante Reaktion der Zellen auf die Exposition relativ hoher Konzentrationen von Estradiol oder ICI nachgewiesen werden. Es bleibt abzuwarten, ob es gelingt ein zelluläres Testsystem zu identifizieren oder ggf. zu generieren, dass sowohl Östrogen-responsiv wie auch synchronisierbar ist. Es bietet sich daher für zukünftige Arbeiten an, die Analyse der Bedeutung des cirkadianen Rhythmus auf andere toxikologisch relevante Endpunkte (e.g. CYP Expression) auszuweiten.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Tiergesundheit
- Toxikologie
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
BfR - Abteilung 9: Experimentelle Toxikologie und ZEBET (BfR - TOX)
