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Biomarker Bestimmung über Multiplexing: Analysen von Hormon- und Zytokin-Konzentrationen nach Exposition von Blut- und Hautproben gegenüber Wirkstoffen (Endpunkte: Endokrine Wirkungen, Immuntoxizität)
Projekt
Förderkennzeichen: BfR-SiP-08-1322-
Laufzeit: 01.01.2018
- 31.12.2018
Forschungszweck: Angewandte Forschung
In dem Projekt sollen Biomarker über ein Multiplexing-System quantitativ bestimmt werden. Es wird eine schnelle und praktikable Messmethode etabliert, die Entzündungsreaktionen und Hormonantworten im humanen und Nager-Blut und Plasma erfassen kann. Dafür wird das neu beschaffte MAGPIX System genutzt, das es ermöglicht, in einer kleinen Messprobe von 25 µl die Konzentrationen von bis zu 50 Analyten zusammen zu bestimmen. Die Methode ist in mehrfacher Hinsicht ökonomisch, da sie auf der einen Seite pro Messung gleichwertige Daten zu insgesamt fünfzig ELISA Analysen generiert. Und das kann mit relativ geringem experimentellen Aufwand erfolgen, da "customized" Antikörper- Panel für bestimmte Sets von Hormonen und Zytokinen zu Verfügung stehen (insgesamt mehr als 125 (wird erweitert) MILLIPLEX® MAP magnetic bead-based assay kits). Das Panel - Immunology I z.B. misst die Entzündungsmarker sCD40L, EGF, FGF-2, Flt-3 ligand, Fractalkine, G-CSF, GM-CSF, GRO, IFN-α2, IFN-γ, IL-1α, IL-1β, IL-1ra, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12 (p40), IL-12 (p70), IL-13, IL-15, IL-17A, IP-10, MCP-1, MCP-3, MDC (CCL22), MIP-1α, MIP-1β, PDGF-AB/BB, RANTES, TGF-α, TNF-α, TNF-β, VEGF, Eotaxin/CCL11, PDGF-AA zusammen in einer Probe. Bei den Hormonen misst der Endocrine Multiplex Assay Cortisol, Estradiol, Progesterone, T3 und T4, der Metabolism Multiplex Assay misst Amylin, C-Peptide 2, Ghrelin, GIP, GLP-1, Glucagon, IL-6, Insulin, Leptin, MCP-1, PP, PYY und TNF-α. Des Weiteren gibt es die Panels Toxicity, Cancer, Early Apoptosis und Cell Cycle Multiplex Assays für Ratte, Maus und Mensch. Die Idee ist dabei, nicht neue Tierversuche für Hormon- und Entzündungsanalysen zu entwickeln, sondern ein Refinement der bestehenden OECD Testmethoden wie z. B. 28- und 90- Tage Studien. Auch für die aufwändigen Cancer- und Extended One-Generation Reproduction Toxicity Studies wäre die Implementierung der Hormon- und Zytokin-Assays aus Blutproben zu verschiedenen Zeitpunkten eine einfach durchführbare Verbesserung hinsichtlich der Datenlage über das übliche klinische Bild hinaus. In diesem SFP Projekt allerdings soll als Proof-of-Principle für die relevante Spezies Mensch und, um unnötige Tierversuche zu vermeiden, humane Proben analysiert werden. Repräsentativ für das menschliche Blut werden Messungen von Überständen von Blutmonozyten, für die menschliche Haut von Keratinozyten durchgeführt. Der Ansatz nutzt aus Gründen der Praktikabilität und Reproduzierbarkeit für beide primäre Zelltypen die Verfügbarkeit von Zelllinien, entsprechend THP-1 und HaCaT Zellen. Diese werden mit Wirkstoffen aus Pestizidprodukten behandelt und stimuliert. Es wurde eine Vorauswahl aus Wirkstoffen getroffen, die in der EFSA Analyse (1) zur Immunotoxizität von PSM in der Tab. 3.4.2 gelistet sind (Compounds with one or more studies having only an immunotoxicity marker driving the NOAEL in a study) und bei denen Effekte auf zellulärer Ebene berichtet wurden: Wirkstoff Immuntox-Endpunkt Copper compounds Reduced T-and B-cell response Lenacil Reduced WBC counts Metamitron Decreased WBC counts Pirimicarb Increased myeloid to erythroid ratio Propamocarb Reduced lymphocytes in bone marrow
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Tiergesundheit
- Biotechnologie
- Toxikologie
