Lungenforschung – Millionenförderung zur Vorhersage von Nanotoxizität

Nanopartikel sind winzige Teilchen, die bis in entlegene Körperregionen vordringen können. In der Forschung werden verschiedene Ansätze erprobt, wie sie medizinisch genutzt werden könnten, aber ihnen können auch gefährliche Eigenschaften innewohnen*.

Um eine solche Gefährdung durch Nanomaterialien zu beurteilen, ist momentan eine komplexe und aufwändige Prozedur nötig. Neben einer vollständigen Materialcharakterisierung sind auch jeweils kontrollierte Expositionsstudien notwendig, um die toxikologische Unbedenklichkeit zu gewährleisten.

Im Rahmen des nun mit insgesamt acht Millionen Euro geförderten EU-Projektes SmartNanoTox wollen elf europäische Forschungspartner, unter ihnen das Helmholtz Zentrum München, ein neues Konzept für die toxikologische Bewertung von Nanomaterialien erarbeiten.

Referenz-Datenbank für Gefahrstoffe

Der Biologe Tobias Stöger und der Physiker Otmar Schmid, beide Arbeitsgruppenleiter am Institut für Lungenbiologie, erhoffen sich durch den Einsatz moderner Methoden einen Fortschritt bei der Beurteilungspraxis. „Wir möchten durch moderne systembiologische Ansätze, Computermodellierung und entsprechende statistischen Verfahren verlässlichere Vorhersagen zur Nanotoxizität treffen“, so Stöger.

Die Lungenexperten konzentrieren sich dabei vor allem auf den Atemwegstrakt. Dazu definieren sie eine repräsentative Auswahl von toxischen Nanomaterialien und untersuchen eingehend deren Struktur und die verschiedenen molekularen Wirkmechanismen, die zu deren Toxizität führen. Diese Daten werden dann digitalisiert und in eine Referenzdatenbank für neue Materialien überführt.

Die biologisch relevanten Eigenschaften neuartiger Materialen sollen dann durch leicht durchführbare und kostengünstige Tests mit dem bekannten Wissen verglichen und toxikologisch bewertet werden. „Auf diese Weise soll vorhersagbar werden, ob ein neu entwickeltes Nanomaterial eine Gefahr für die Gesundheit darstellt“, so Otmar Schmid.

Weitere Informationen:

* Review von Dr. Stöger und Dr. Schmid zum Thema: Schmid, O. and Stoeger, T. (2016). Surface area is the biologically most effective dose metric for acute nanoparticle toxicity in the lung. Journal of Aerosol Science, DOI:10.1016/j.jaerosci.2015.12.006
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021850215301166

Koordiniert wird das Projekt durch Dr. Vladimir Lobaskin vom University College Dublin. Weitere beteiligte Institutionen sind die Stockholms Universitet, das nationale Forschungszentrum für Arbeitsumgebung in Kopenhagen, das Institut National de Recherche et de Securite in Paris sowie das slowenische Institut Jozef Stefan in Ljubljana, das Imperial College of Science, Technology and Medicine in London, die Universite de Lorraine (Frankreich), die englische Dassault Systemes Biovia Limited, das finnische Institut für Arbeitssicherheit (Työterveyslaitos) und die deutsche Vitrocell Systems GmbH. Für weitere Informationen besuchen Sie: http://cordis.europa.eu/project/rcn/200824_en.html

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. http://www.helmholtz-muenchen.de

Das Institut für Lungenbiologie (iLBD) gehört dem Comprehensive Pneumoloy Center (CPC) an, einem Zusammenschluss des Helmholtz Zentrums München mit dem Universitätsklinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München und den Asklepios Fachkliniken München-Gauting. Das CPC verfolgt einen translationalen Forschungsansatz um neue präventive, diagnostische und therapeutische Strategien für chronische Lungenerkrankungen zu entwickeln. Das iLBD führt mit der Untersuchung der Pathomechanismen von Lungenerkrankungen mit zellulären, molekularen und immunologischen Methoden den Schwerpunkt der experimentellen Pneumologie an. Das CPC ist einer von fünf Standort des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL). http://www.helmholtz-muenchen.de/ilbd/index.html

Das Deutsche Zentrum für Lungenforschung (DZL) ist ein nationaler Verbund, der Experten auf dem Gebiet der Lungenforschung bündelt und Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung verzahnt. Standorte sind Borstel/Lübeck/Kiel/Großhansdorf, Gießen/Marburg/Bad Nauheim, Hannover, Heidelberg und München. Ziel des DZL ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz Antworten auf offene Fragen in der Erforschung von Lungenkrankheiten zu finden und damit einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prävention, Diagnose und Therapie zu leisten. http://www.dzl.de/index.php/de

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Dr. Otmar Schmid, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Comprehensive Pneumology Center, Ingolstädter Landstraße 1, 85764 Neuherberg- Tel. +49 89 3187 2557 – E-Mail: otmar.schmid@helmholtz-muenchen.de