Ziel des Vorhabens ist es, ein fluoreszenzbasiertes in-vitro Testsystem aufzubauen, mit dem schnelle nichtgenomische Signalkaskaden, die durch umweltrelevante endokrin aktive Substanzen beeinflusst werden, abgebildet werden.
Ziel des vom Steinbeis-Innovationszentrum Zellkulturtechnik (STZ) in Mannheim und dem TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser durchgeführetn Forschungprojektes ist es, ein fluoreszenzbasiertes in-vitro Testsystem aufzubauen. Mit diesem sollen schnelle nichtgenomische Signalkaskaden abgebildet werden, die durch umweltrelevante endokrin aktive Substanzen beeinflusst werden. Hierfür wird vom STZ eine Sensorzelllinie entwickelt, die genetisch so verändert wird, dass sie ein artifizielles Signalosom induzierbar aufbaut. Nach Induktion exprimiert die zu entwickelnde Zelllinie verschiedene Proteine, die gemeinsam mit zellulären Komponenten eine an der Zellmembran lokalisierte funktionelle signalgebende Einheit, ein Signalosom, bilden. Den Kern dieses Signalosoms bilden dabei rekombinante membrangebundene Östrogenrezeptoren. Zusätzlich wird die Zelle mit einer zu dem Signalosom passenden Reportereinheit ausgestattet, die nach Anbinden einer endokrin aktiven Verbindung das am Signalosom entstehende spezifische Signal in ein quantifizierbares Fluoreszenzsignal umwandelt. Auf Basis dieser Sensorzelle wird dann ein neuer in-vitro Bioassay entwickelt, mit dem Östrogen wirksame Substanzen über deren Wirkung quantitativ erfasst werden können. Spezifität und Sensitivität des neuen in-vitro Bioassays werden mit ausgewählten Kontrollsubstanzen geprüft. Im Rahmen einer Überprüfung der Praxistauglichkeit werden Probenaufarbeitungsverfahren von belasteten Oberflächenwasserproben etabliert und parallel im in-vitro Bioassay und chemisch analytisch mit massenspektrometrischer Detektion vom TZW charakterisiert. Die hier gewonnenen Daten sollen eine Praxistauglichkeit des neuen in-vitro Bioassays für die Verwendung im Rahmen einer Bewertung von Oberflächenwasserqualitäten hinsichtlich ihrer östrogenen Wirkpotentiale für die aquatische Umwelt aufzeigen.
Veröffentlichungen
Kevin Bernhard, Cordula Stahl, Regina Martens, Heinz-R. Köhler, Rita Triebskorn, Marco Scheurer, Manfred Frey (2017): Two novel real time cell-based assays quantify beta-blocker and NSAID specific effects in effluents of municipal wastewater treatment plants. Water Research 115, 74-83
