Biomonitoring hitzeinduzierter Prozeßkontaminanten: In vivo Metabolismus und Eliminationskinetik von Alkylfuranen zur Identifizierung und Validierung von Biomarkern der Exposition

• Antragstellerin: Professorin Dr. Angela Mally
• Fachliche Zuordnung: Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517627564

Die Hitzebehandlung von Lebensmitteln führt zur Bildung einer Reihe von Prozeßkontaminanten. Neben Furan, einem potenten Hepatotoxin und Hepatokarziongen, wurden in Nahrungsmitteln auch verschiedene Alkyl-substituierte Furane (darunter 2-Methylfuran, 2,5 Dimethylfuran, 2-Ethylfuran and 2-Pentylfuran) nachgewiesen. Die Konzentrationen der Alkylfurane lagen dabei im Bereich der Furanbelastung bzw. überstiegen diese teilweise deutlich. Obwohl die Datenlage zum Vorkommen von Alkylfuranen in Lebensmitteln noch sehr limitiert ist, deuten die verfügbaren Daten darauf hin, dass Alkylfurane substanziell zur Exposition gegenüber Furanen aus der Nahrung und damit zum gesundheitlichen Risiko für den Verbraucher beitragen. In Anbetracht der Tatsache, dass die Aufnahme von Furan alleine bereits als gesundheitlich bedenklich angesehen wird, ist es notwendig, die Exposition des Menschen gegenüber Alkyl-substituierten Furanen als Basis für die Risikobewertung von Furanen in Lebensmitteln besser zu definieren.Biomarker-basierte Methoden stellen einen vielversprechenden Ansatz zur Expositionsabschätzung von Prozeßkontaminanten, einschließlich Furan, dar. Bisher fehlen jedoch Untersuchungen zur in vivo Biotransformation und Toxikokinetik von Alkylfuranen, um Metaboliten von Alkylfuranen als Biomarker der Exposition zu etablieren. Übergeordnetes Ziel des Projektes ist es, aufbauend auf unseren aktuellen Arbeiten zu Expositionsmarkern für Furan eine multi-Biomarker LC-MS/MS Methode zu entwickeln, die relevante Metabolite von Furan und Alkylfuranen simultan erfaßt und somit eine Biomarker-basierte Expositionsabschätzung dieser strukturell verwandten Gruppe an Prozeßkontaminanten ermöglicht. Dazu untersuchen wir im Rattenmodell die Toxikokinetik (OECD Test no. 417) einer Reihe von 2-Alkyl-substituierten Furanen, die einen signifikanten Beitrag zur Exposition gegenüber Furanen leisten. Nach oraler Gabe von 2-Methylfuran, 2-Ethylfuran, 2-Pentylfuran and 2,5-Dimethylfuran über einen weiten, für den Menschen relevanten Dosisbereich, werden Metabolite der Alkylfurane im Urin der Tiere identifiziert und charakterisiert. Relevante Metabolite, die sich als Biomarker der Exposition eignen, werden als Referenzsubstanzen und stabile Isotopen-markierte interne Standards chemisch synthetisiert und im Urin der Tiere quantitativ bestimmt, um die Korrelation zwischen externer Dosis und Ausscheidung möglicher Biomarker der Exposition als Voraussetzung für die „Übersetzung“ von Biomarker-Daten in tägliche Aufnahmemengen zu definieren. Die Bestimmung der Biomarker im Urin von Probanden nach Aufnahme von Furanen über die Nahrung (nach Verzehr von furanarmen Lebensmitteln bzw. Lebensmittel mit bekannt hohen Gehalt an Furanen) mittels der etablierten multi-Biomarker LC-MS/MS Methode dient als Nachweis der Validität des Biomarker-basierten Ansatzes zur Abschätzung der Exposition des Menschen gegenüber Furanen aus Nahrungsmitteln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen