Hintergrund:
Die epidemiologischen und metaanalytischen Ansätze der Projektgruppe sind nur eingeschränkt in der Lage, Dosis-Wirkungsbeziehungen von Neurotoxinen zu beschreiben oder neurotoxische Mechanismen zu identifizieren. Für die Ableitung von Grenzwerten sind NOAELs (No observable adverse effect level) notwendig und diese resultieren meist aus in vivo-Tierversuchen. Diese aufwendigen Tests sind jedoch ungeeignet, um eine hohe Anzahl von Substanzen zu testen. Eine Alternative zu in vivo-Tierversuchen bieten daher neben in silico- auch in vitro-Untersuchungen, mit denen die Effekte einer Vielzahl von Neurotoxinen auf zellulärer Ebene erforscht werden können.
Forschungsfragen:
(a) Wie wirken Neurotoxine auf zellulärer Ebene im zentralen Nervensystem (Ausbildung von Synapsen, Wachstum der Neuriten, Ausprägung neuronenspezifischer Marker etc.)?
(b) Lässt sich ein geeignetes in vitro-Modell finden, um Neurotoxine möglichst in vivo-nah untersuchen zu können?
(c) Wirken manche Stoffe erst nach der Metabolisierung in der Leber neurotoxisch?
Aktuelle Projekte:
Ein Projekt zielt auf die Entwicklung eines Hochdurchsatz-Verfahrens ab, mit dessen Hilfe zunächst unschädliche Substanzen auf ihre Schadwirkung nach der Metabolisierung untersucht werden sollen. Hierbei verstoffwechseln mit Neuronen co-kultivierte Leberzellen die relevanten Substanzen, wodurch die neurotoxische Wirkung der Metabolite direkt ermittelt werden kann. (Kooperation mit Projektgruppe Systemtoxikologie).
In einem zweiten Projekt werden verschiedene Neuronenmodelle (primäre Kortexneurone, humane Neuroblastomzelllinie SH-SY5Y) hinsichtlich der akuten Wirkung von Neurotoxinen auf die einzelnen Zelltypen verglichen. Ziel ist es, ein möglichst in vivo-nahes Modell zu finden und daran neurotoxikologische Untersuchungen im Hochdurchsatz-Verfahren durchzuführen.