Untersuchungen zur Bedeutung der Struktur von Nanopartikeln als Vermittler der biologischen Wirkung auf humane Lungenzellkulturen

Von Nanomaterialien unterschiedlicher Art geht eine Reihe von Gesundheitsgefahren, insbesondere für das respiratorische System aus. Durch die immer weiter wachsenden Nanotechnologien wird der Mensch zukünftig noch stärker mit Nanopartikeln exponiert. Daher ist es dringend erforderlich, deren Wechselwirkungen mit biologischen Systemen und die der Schadwirkung zu Grunde liegenden Mechanismen weiter aufzuklären. Unsere aus Bronchial- bzw. peripherem Lungengewebe gewonnenen primären humanen Lungenzell-kulturen bieten hierfür ein relevantes und ideales Modell. Speziell die Möglichkeit der Zellkultivierung unter dry-wet - Bedingungen erlaubt ein in-vivo-ähnliches Expositions-szenario; darüber hinaus können aufgrund der langen Kulturdauer von bis zu 20 Wochen gezielt Aussagen zu Langzeitwirkungen getroffen werden. Mit Hilfe der Microarray-Technik sollen die principle components einer Reaktion auf die wiederholte Exposition mit Nanopartikeln analysiert und diese Markergene später mittels quantitativer Real-time RT-PCR überprüft werden. In Kooperation mit Prof. Dr. A. Heilmann, Fraunhofer Institut für Wekstoffmechanik, soll mit Hilfe der Elektronenmikroskopie, Verhalten und Verbleib der Partikel in den Zellen geklärt werden. Hierfür steht u.a. die Environmental-Scanning-Elektronen-Mikroskopie zur Verfügung, deren Vorteil darin liegt, dass vitale Zellen ohne vorherige Fixierung, vermessen werden können.