Untersuchungen zur Ökotoxikologie von Umweltchemikalien als Multixenobiotic resistance-spezifische Chemosensitizer am Zebrabärbling
Final Report Abstract
Im Wasser lebende Organismen, wie z.B. Fische, sind beständig den im Wasser gelösten Chemikalien ausgesetzt. Diese können giftig sein und Fische haben verschiedene Anpassungen, um sich vor diesen Stoffen zu schützen. So werden giftige Ionen über die Kiemen ausgeschieden oder Substanzen werden in der Leber verstoffwechselt und dann ausgeschieden. Doch wie gehen frühe Lebensstadien der Fische, die ja sich ja vielfach außerhalb des schützenden Körpers des Elterntieres entwickeln und daher direkt ungünstigen Umweltbedingungen ausgesetzt sein können, mit giftigen Substanzen in der Umwelt um? Früh in der Entwicklung sind Zellen noch nicht in dem Maße ausdifferenziert und komplexe Organe, die Aufgaben der Entgiftung übernehmen könnten, sind noch nicht vorhanden. In diesem Projekt wurde untersucht, inwieweit Fischembryonen ein zelluläres Abwehrsystem aufweisen, das die Anreicherung von giftigen Stoffen in der Zelle verhindert. Dieses System beruht auf Proteinen in der Zellmembran, die wie Pumpen wirken, und toxische Stoffe aus der Zelle ausschleusen. Diese „Pumpen" vermitteln eine Resistenz von Zellen gegen eine Vielzahl von giftigen Stoffen, ein Phänomen, das als multixenobiotlc resistance oder MXR bezeichnet wird. Im Rahmen dieses Projektes wurden diese MXR-Pumpen bei Embryonen des Zebrabärblings untersucht. Diese Fischart eignet sich sehr gut für Untersuchungen am Embryo, da Embryonen in einer Zuchtanlage ständig verfügbar sind. In dem Projekt wurde/n 1) genetische Sequenzen der MXR-Pumpen ermittelt. Diese Arbeiten waren Grundlage für die folgenden Schritte, 2) mit einem Zellkultursystem künstlich MXR-Pumpen des Zebrabärblings hergestellt und in Experimenten zur Funktion verwendet. Hiermit ließen Aufschlüsse zur spezifischen Funktion von MXR-Pumpen gewinnen, 3) die Menge an MXR-Pumpen in verschiedenen Embryonalstadien ermittelt. Hierzu wurde die Anwesenheit von Vorstufen der Proteine („mRNA") ermittelt. Dies ließ Rückschlüsse zu, welche MXR-Pumpen in den verschiedenen Embryonalstadien vorhanden sind und relevant sein könnten, 4) lokalisiert, in welchen Geweben des Fischembryos MXR-Pumpen vorhanden sind. Hierdurch konnten auch Rückschlüsse über eine Funktion der Proteine gezogen werden. 5) die Aufnahme von Farbstoffen durch die Fischembryonen gemessen und 6) die Empfindlichkeit der Embryonen gegen Giftstoffe bestimmt, wenn Substanzen anwesend waren, die die Funktion der MXR-Pumpen hemmen. Durch diese Untersuchungen war es möglich, einen Eindruck zu bekommen, wie effektiv die Pumpen arbeiten und inwieweit sie überhaupt den Fischembryo vor Giftstoffen schützen. Insgesamt verlief das Projekt erfolgreich. Es liegt eine Fülle an Daten vor. Die Daten zeigen, dass das MXR-System in der Tat bei Fischembryonen als Schutzsystem gegen Giftstoffe fungiert. Die Daten sind insbesondere in der Umwelttoxikologie relevant. Hier dienen Fischembryonen als Modell, um die Giftigkeit von Chemikalien zu bestimmen. Dass die Aufnahme und die Giftigkeit von Stoffen durch aktive Transportprozesse der Zellen beeinflusst werden kann ist wichtig zu berücksichtigen.
Publications
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