- Projektnummer: F 2509
- Projektdurchführung: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)
- Status: Abgeschlossenes Projekt
Projektbeschreibung:
Die Atmung des Menschen fungiert als Aufnahmepfad für Bioaerosolbestandteile in den Atemtrakt. Der Atemtrakt verfügt zwar über eine Vielzahl von Barrieren, die die Aufnahme von Bioaerosolbestandteilen verhindern. Aufgrund ihrer großen Oberfläche kann die Lunge aber dennoch als Eintrittspforte für Bioaerosolbestandteile dienen. Der Kontakt zu luftgetragenen Biostoffen kann hierbei nicht nur Infektionen verursachen, sondern auch sensibilisierend (allergieauslösend) oder toxisch auf den Menschen wirken.
Das Infektionspotential von Biostoffen wird gemäß Biostoffverordnung (BioStoffV) über die Einteilung in Risikogruppen abgebildet. Toxische Wirkungen von Biostoffen werden davon unabhängig berücksichtigt. Es fehlen jedoch verlässliche, möglichst tierversuchsfreie Untersuchungsmethoden. Modellhafte Untersuchungen gesundheitsschädigender Wirkungen an kultivierten menschlichen Lungenzellen im Labor (in-vitro-Untersuchungen) sind geeignet, um toxische Eigenschaften von Biostoffen zu identifizieren.
In den Zellen übernehmen Proteine verschiedenste Funktionen. Zudem reagiert die Zelle auf Veränderungen – z. B. beim Kontakt mit Biostoffen mit veränderten Funktionen, Aktivitäten oder Mengen unterschiedlicher Proteine. Diese Veränderungen können mit Analysen der Proteine in einer Zelle (Proteomanalysen) aufgenommen werden. In einer vergleichenden Proteomanalyse von Lungenzellen mit und ohne Kontakt zu Biostoff-Toxinen konnten so bestimmte Marker gefunden werden, die beispielsweise auf eine toxische Wirkung hinweisen. Diese Marker können dabei helfen, die toxischen Eigenschaften von Biostoff-Toxinen verlässlich zu beschreiben und damit die laufenden Arbeiten des Ausschusses für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) bei der Einstufung der Toxizität von toxinproduzierenden Biostoffen in den betreffenden Technischen Regeln für Biologische Arbeitsstoffe (TRBA 466, TRBA 460) unterstützen.
Ziel des Projektes war die Etablierung des gesamten Workflows zur Proteomanalyse bronchialer Lungenepithelzellen. Dieser beinhaltete die Kultivierung der menschlichen Lungenzellen mit bzw. ohne Kontakt zu Biostoff-Toxinen, das Herauslösen der Proteine aus den Zellen und den Proteinverdau in Peptide. Die Peptide wurden mit chemischer isobarer Markierung markiert, mittels Flüssigchromatographie aufgetrennt und über Massenspektrometrie identifiziert. Im Anschluss daran erfolgte die bioinformatische Auswertung.