• Projektnummer: F 2509
• Projektdurchführung: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)
• Status: Laufendes Projekt
• Geplantes Ende: 30. Juni 2025

Projektbeschreibung:

Am Arbeitsplatz stellt die Atmung eine konstante Kontaktmöglichkeit von Biostoffen zum Menschen dar. Der Atemtrakt verfügt zwar über eine Vielzahl von Barrieren, um die Aufnahme von Biostoffen zu verhindern, jedoch erweist sich die Lunge mit ihrer großen Oberfläche als eine mögliche Eintrittspforte für Biostoffe. Der Kontakt zu Biostoffen kann nicht nur Infektionen verursachen, sondern auch sensibilisierend (allergieauslösend) oder toxisch (vergiftend) auf den Menschen wirken.

Das Infektionspotential der Biostoffe wird gemäß Biostoffverordnung über die Einteilung in Risikogruppen abgebildet. Toxische Wirkungen der Biostoffe werden dabei jedoch nicht berücksichtigt und können bisher nicht ausreichend beschrieben werden. Daher können modellhafte Untersuchungen gesundheitsschädigender Wirkungen an menschlichen Lungenzellen geeignet sein, um toxische Eigenschaften von Biostoffen darzustellen.

In den Zellen übernehmen Proteine verschiedenste Funktionen. Zudem reagiert die Zelle auf Veränderungen, wie beispielsweise dem Kontakt mit Biostoffen, mit veränderten Funktionen, Aktivitäten oder Mengen unterschiedlicher Proteine. Diese Veränderungen können mit Proteomanalysen aufgenommen werden, wobei das Proteom einer Zelle die Gesamtheit aller Proteine zu einem bestimmten Zeitpunkt darstellt. In einer vergleichenden Proteomanalyse von Lungenzellen mit und ohne Kontakt zu Biostoffen können so bestimmte Marker gefunden werden, die beispielsweise auf eine toxische Wirkung von Biostoffen hinweisen. Diese gewonnenen Marker können dabei helfen, die toxischen Eigenschaften von Biostoffen vereinheitlicht zu beschreiben und damit die laufenden Arbeiten des Ausschusses für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS), im Besonderen bei der Einstufung der Toxizität von Biostoffen in den betreffenden Technischen Regeln für Biologische Arbeitsstoffe (TRBA), zu unterstützen.

Ziel des Projektes ist daher die Etablierung des gesamten Workflows zur Proteomanalyse bronchialer Lungenepithelzellen. Dieser beinhaltet die Kultivierung der menschlichen Lungenzellen mit bzw. ohne Kontakt zu Biostoffen, das Herauslösen der Proteine aus den Zellen und den Proteinverdau in Peptide. Die Peptide werden mit chemischer isobarer Markierung markiert, mittels Flüssigchromatographie aufgetrennt und über Massenspektrometrie identifiziert. Im Anschluss daran erfolgt die bioinformatische Auswertung.