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Modellsysteme zur Risikobewertung von Biostoffen

Entwicklung von Verfahren zur Untersuchung risikorelevanter Biostoffeigenschaften

Infektions-, Toxizitäts- und Sensibilisierungspotenzial sind Eigenschaften von Biostoffen, die für ihre Risikobewertung von Bedeutung sind. Die BAuA forscht an Methoden, die Hinweise auf ein mögliches Risiko schnell und im Labormaßstab geben können.

Die Bestimmung des Infektionspotenzials von Biostoffen und damit die Grundlage für ihre Einstufung in Risikogruppen basiert größtenteils auf beschriebenen Infektionen des Menschen mit dem betreffenden Biostoff, zum Beispiel mit einem Bakterium. Dieser Einstufungsprozess kann sehr langwierig und aufwendig sein. Als Ergebnis steht am Ende die Zuordnung des Biostoffs zu einer Risikogruppe. Die meisten biostoffbelasteten Arbeitsplätze zeichnen sich jedoch durch hochkomplexe Belastungen mit einer Vielzahl von verschiedenen Bakterien, Schimmelpilzen und Viren aus. Zudem ist bislang nur das toxische und sensibilisierende Potenzial weniger Biostoffe bekannt. Daher ist die BAuA bestrebt, In-vitro-Modelle zu etablieren, die Hinweise auf ein mögliches Risiko schnell und im Labormaßstab geben können.

Untersuchung bakterieller Pathogenitätsfaktoren an humanen Zellen

In einem Forschungsansatz nutzt die BAuA humane Zellen als Modellsystem, um die pathogenen Eigenschaften von Bakterien zu beschreiben. Die humanen Zellen werden dabei mit Bakterien oder auch nur Zellbestandteilen von Bakterien exponiert. Um zelluläre Beanspruchungsmarker zu finden, die mit der Pathogenität dieser Bakterien korrelieren, kommen verschiedenste biochemische und molekularbiologische Methoden zur Anwendung.

Proben in Reagenzgläsern Arbeiten am Infektionsmodell, © Dierk-Christoph Pöther, BAuA

Bioassays zur Charakterisierung des humantoxischen Potentials von Bioaerosolen

Viele in Bioaerosolen enthaltene Mikroorganismen setzen unabhängig von ihrer Infektiösität Substanzen wie Exotoxine, Endotoxine oder Mykotoxine frei. Werden diese eingeatmet, können sie zu berufsbedingten Erkrankungen oder Entzündungen führen. Zur Quantifizierung dieser luftgetragenen beruflichen Belastung an Arbeitsplätzen verwendet die BAuA Verfahren wie den für die Endotoxinmessung üblichen LAL-Test (Limulus-Amöbozyten-Lysat-Test) und den humanen Vollbluttest.

Blutproben werden in Reagenzgläser pipettiert. Arbeiten am humanen Vollbluttest, © Dierk-Christoph Pöther, BAuA