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Über EURO-NanoTOX

Wissenschaftliche Strategie von EURO-NanoTOX

Strukturiertes Portfolio von Euro-NanoTOX

Wie im strategischen Positionspapier vom Europäischen Zentrum für Nanotoxikologie ausgeführt, wird durch die Gründung der EURO-NanoTOX eine Österreichische Plattform zum Thema Nanotoxikologie gegründet.Ihr vorrangiges Ziel ist es, wissenschaftliche Expertise zum Themenfeld bereit zu stellen und standardisierte in-vitro und in-vivo Untersuchungen anzubieten. EURO-NanoTox stellt das Österreichische Portal für die Wissenschaft und die Industrie für jegliche Fragestellen in Zusammenhang mit der Nanotoxikologie dar.

Das Portfolio von EURO-NanoTOX wird in folgender Weise strukturiert:

1. Erarbeitung von Untersuchungsstrategien nano-strukturierter Materialien

  • Erstellung von reviews zu verschiedenen Klassen bzw. dezitierten Materalien basierend auf der aktuellen publizierten Literatur
  • Erarbeitung von Untersuchungsstrategie für die stufenweise Bestimmung der Humantoxikologie von nano-strukturierten Materialien

2. Vor-Evaluierung von nano-strukturierten Proben

  • Physiko-chemische Charakterisierung von nano-strukturierten Materialien
  • Endotoxin Untersuchungen von Proben (Limulus amoebocyte lysate assay)

3. In-vitro Untersuchungen

  • Zytotoxizität (Vitalität, Enzymaktivität, Integrität der Zellmembran), Proliferation (Zellteilung), Apoptose (programmierter Zelltod), mitochondrisches Membranpotential, oxidative Belastung

    i. Auswirkung auf „Port of entry“
    1. Abgabe über die Lunge (A549)
    2. Haut (HaCaT)
    3. Nasal (16HBE14o)
    4. Oral (CaCo-2)
    5. Endothel (EAhy 926)
    6. Implantate (L929 fibroblasts)

    ii. Auswirkung auf spezifische Organe
    1. Leber (Tib-73, HepG2)
    2. Niere (HK-2, MDCK)
  • Blutverträglichkeit (Hämolyse, plasmatische Gerinnung, Thrombozyten Aktivierung, Leukozyten Aktivierung, Komplement Aktivierung)
  • Immunotoxikologie (Aktivierung von PBMC, Ausschüttung von Zytokinen, Lymphozyten-Vermehrung, Makrophagenfunktion)
  • Genotoxikologie (Mikronukleus-Test)
  • Abbau nano-strukturierter Materialien
    Im Puffer / im Zwischenspeicher
    In der Anwesenheit proteolytischer Enzyme
    Im Blut
  • Auswirkung auf den Stoffwechsel (Vivid Assay)

4. Ex-vivo Untersuchungen

  • Cyt P 450 Untersuchungen

5. In-vivo Untersuchungen

In-vivo Untersuchungen werden präferentiell an Mäusen durchgeführt. Mäuse sind viel kleiner als Ratten und daher benötigt man für in-vivo Untersuchungen eine signifikant kleinere Menge an nano-strukurierten Material. Das ist ein großer Vorteil, da die Aufbereitung von standardisierten nano-strukturierten Materialien teuer und oft ein limitierender Faktor ist.

  • Systemische Toxikologie basiert auf zytotoxikologischen und hämotoxikologischen Daten
    Akute Toxikologie
    Kurzzeitige Toxikologie (≤ 1 Monat)
    Chronische Toxikologie (≥ 12 Monate)
  • Immuntoxikologie (durchgeführt an „wild type“ Mäusen innerhalb einer Periode von 6 Wochen)
    Humorale und  zellulär immunologische Reaktion (IgA/IgG Iso-Typisierung, Th1/Th2 und CD4/CD8 Typisierung)
    Histopathologie von Organen, die lokale und systemische Immunantwort vermitteln
  • Abbau von nano-strukturierten Materialien
    Untersuchung mittels Massenspektrometrie im Blut und /oder spezifischen Organen
  • Auswirkung auf den Stoffwechsel und Ausscheidung
    Untersuchung mittels Massenspektrometrie im Blut und /oder spezifischen Organen


figure 1: schematic illustration of toxicological testing of nano-structured materials