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Proteomanalysen der durch wiederholte orale Gabe von Silbernanopartikeln in Ratten induzierten Veränderungen

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: BfR-LMS-08-1322-543
Laufzeit: 01.03.2013 - 31.12.2016
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Nanopartikel gelangen vermehrt in Kontakt mit Lebensmitteln, beispielsweise durch den Gebrauch von Lebensmittelkontaktmaterialien, wie Verpackungen, Kühlschränken und Küchenutensilien, die aufgrund der bioziden Wirkung mit nanoskalierten Silberpartikeln beschichtet sind. Erste orale in vivo Studien mit Silbernanopartikeln zeigten eine vermehrte Akkumulation von Silberpartikeln in der den Hauptorganen Leber, Milz, Hoden, Nieren, Gehirn, Lunge und Magen. Neben der Anreicherung der Partikel in den Organen ist vor allem das Verhalten der Nanopartikel nach der oralen Aufnahme von Bedeutung. Es besteht die Annahme, dass sich die Nanopartikel den unterschiedlichen physiochemischen Bedingungen im Organismus anpassen und sich als Folge die Bioverfügbarkeit, die Stabilität und die Toxizität der Partikel ändern. Signifikante toxikologische Effekte von Silbernanopartikeln, die über die Effekte von Silber in ionischer Form hinausgehen, sind bislang nur aus in vitro Untersuchungen bekannt (Hussain et al. 2005, AshaRani et al. 2009). Um jedoch erste Hinweise auf nanospezifische Effekte und Wirkmechanismen von Silbernanopartikeln im Organismus zu erhalten, sollen in diesem Projekt Veränderungen im in vivo Modell nach oraler Gabe von Silber-Nanopartikel und ionischem Silber auf Proteomebene vergleichend analysiert werden. Damit soll der Hypothese nachgegangen werden, dass nanopartikuläres Silber sich anders verhält und folglich andere toxikologisch relevante Auswirkungen auf den Organismus zeigen kann als Silberionen. So könnte im Rahmen der aktuellen Diskussion bei der Risikobewertung von Nanosilber ein deutliches Signal gesetzt werden, dass die bekannten Effekte von Silberionen alleine keine angemessene Bewertung der Wirkung von Silbernanopartikeln erlauben. Die Durchführung einer oralen 28-Tage in vivo Studie mit Silbernanopartikeln (AgPURE™) und anschließende Auswertung mit dem Fokus auf differentielle Änderungen des Proteoms soll Hinweise auf den Wirkmechamismus und die Toxizität nach oraler Resorption der Nanopartikel bringen. Das Studiendesign dient darüber hinaus zur möglichen Unterscheidung von Wirkungsmechanismen nach oraler nanopartikulärer und ionischer Gabe von Silber. Die maximale Ionenfreisetzung der Partikel wurde ebenso berücksichtigt wie die möglichen Einflüsse, die durch die Beschichtung der Nanopartikel entstehen. Zusammen mit den Daten einer bereits durchgeführten Toxikokinetikstudie, die die Bioverfügbarkeit von identischen Silbernanopartikeln (AgPURE™) im Vergleich zu Silbernitrat zeigt, sollen die Ergebnisse für die Risikobewertung von Silbernanopartikeln bereitgestellt werden. Erste Ergebnisse weisen darauf hin, dass nach oraler Behandlung mit Silbernanopartikeln in der Leber im Vergleich zur Exposition mit Silberionen spezifische Proteinspots differentiell exprimiert wurden. Ob diese Veränderungen signifikante Veränderungen auf Stoffwechsel- und zellulärer Ebene auslösen und damit unter chronischen Bedingungen auch auf Organebene manifestieren können, wird sich nach der Identifizierung der Proteine und bioinformatischer Analyse der differentiellen Expression sowie nach deren Veriferizierung über Western blot zeigen.

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