Beeinflussen Titandioxid Nanopartikel und Chlorkohlenwasserstoffe ihre jeweilige Aufnahme und Toxizität in Fischen? Ein mehrere Blickwinkel- und Ebenen-betrachtender Ansatz für ein besseres Verständnis des Gefährdungspotenzials neuer Nanomaterialien und traditioneller Umweltschadstoffe.

• Antragsteller: Dr. Tobias Lammel
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276093679

Technisch hergestellte Nanomaterialien stellen eine neue Klasse von Fremdstoffen in aquatischen Ökosystemen dar. Ihre Koexistenz und Wechselwirkung mit traditionellen Umweltschadstoffen, d.h. Chemikalien, könnte ihr jeweiliges Gefährdungspotenzial für aquatische Organismen aufgrund des Entstehens toxischer Kombinationswirkungen erhöhen. Von besonderer Besorgnis in diesem Zusammenhang ist, dass die nur wenige Nanometer großen Materialien (1 - 100 nm) in der Lage sein könnten biologische Barrieren zu überqueren, die für größere Teilchen in der Regel unüberwindbar sind, und somit möglicherweise gleich einem Trojanischen Pferd als Vektor für oberflächengebundene Giftstoffe fungieren (Nanomaterilien besitzen eine sehr hohe spezifische Oberfläche und Adsorptionsfähigkeit). Trotz dieses Bedenkens ist unser derzeitiges Wissen über das Vorkommen und die Folge dieser Prozesse in bzw. für aquatische Organismen, insbesondere Fische, sehr gering. Die Kombinationswirkungen zwischen einem der am weitesten verbreiteten Nanomaterialien und einer der besorgniserregendsten Gruppen persistenter organischer Umweltschadstoffe, nämlich Titandioxid (TiO2) Nanopartikeln und Chlorkohlenwasserstoffen, sind soweit sogar völlig unbekannt. Das übergeordnete Ziel des Projekts ist es daher zu untersuchen, ob TiO2 Nanopartikel und Chlorkohlenwasserstoffe ihre Aufnahme und Toxizität im Modellorganismus Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) gegenseitig beeinflussen. Insbesondere zielt das Projekt darauf ab die folgenden Forschungsfragen zu beantworten: - Können TiO2 Nanopartikel als Vektor für oberflächenadsorbierte Chlorkohlenwasserstoffe fungieren, sie über die Plasmamembran von Fischzellen transportieren und dadurch deren intrazelluläre Verfügbarkeit und die Chemikalien-spezifische Schadwirkung erhören?- Zeigen Gemische aus TiO2 Nanopartikeln und Chlorkohlenwasserstoffen Kombinationseffekte bezüglich gemeinsamer Toxizitätsendpunkte auf zellulärer Ebene und in der Folge eine erhöhte Schadwirkung? - Können TiO2 Nanopartikel die Aufnahme von Chlorkohlenwasserstoffen über das Epithelium der Fischkieme erleichtern? - Beeinflussen TiO2 Nanopartikel und Chlorkohlenwasserstoffen ihre jeweilige Anreicherung, Verteilung und Toxizität in Fischgeweben und -organen?

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweden
• Gastgeber: Professor Dr. Joachim Sturve