Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA-Addukte: Riskante Reaktion mit der Erbsubstanz

30.08.2000


Krebserzeugende Chemikalien, denen der Mensch in der Umwelt oder am Arbeitsplatz ausgesetzt ist, bedrohen die Gesundheit ungleich mehr als andere chemische Substanzen. Sie reagieren mit der Erbsubstanz, der DNA,
und setzen so das unkontrollierte Zellwachstum in Gang. Neue gerätetechnische Entwicklungen machen es nun möglich, die Reaktionsprodukte von Chemikalien mit dem Erbgut zu erfassen und damit das Krebsrisiko des einzelnen zu bestimmen. Die Bayerische Forschungsstiftung hat dem Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin (Direktor: Prof. Dr. Hans Drexler) an der Universität Erlangen-Nürnberg ein derartiges Großgerät zur Verfügung gestellt und damit die Möglichkeit geschaffen, solche "DNA-Addukte" in menschlichen Körperflüssigkeiten zu bestimmen.

Entsteht eine bösartige Erkrankung - die mehr als jeden 4. Menschen im Lauf seines Lebens bedroht - durch Chemikalien, so verwandelt oft erst der Organismus selbst den Auslöser enzymatisch in eine krebserzeugende Verbindung. Andere Enzymgruppen vermitteln die Bindung dieser Stoffe an körpereigene Substanzen, die mit dem Urin ausgeschieden werden können.

Die Erforschung des menschlichen Erbgutes hat gezeigt, dass die zahlreichen Enzyme von Mensch zu Mensch unterschiedlich aktiv sein können. Deshalb reagieren bei gleicher Einwirkung nicht alle Exponierten mit der typischen Krankheit; zum Beispiel erkranken Zigarettenraucher nicht zwangsläufig an Lungenkrebs. Für viele Stoffwechselwege stehen dem Organismus mehrere Enzymsysteme zur Verfügung, die alle unterschiedlich aktiv sein können. Zusammenhänge zwischen Einwirkungen und Erkrankungen sind also sehr schwer zu erkennen, weil einzelne Menschen extreme, nicht fassbare Überempfindlichkeiten aufweisen können, die unter Umständen trotz scheinbar geringer Expositionen eine Erkrankung auslösen.

Genetisches Screening wenig sinnvoll

Die vollständige Aufklärung aller hier relevanten Enzymsysteme ist noch lange nicht möglich. Wird die Aktivität einzelner Enzyme - beispielsweise durch ein genetisches Screening - bewertet, so besteht einerseits die Gefahr, die Bedeutung eines Enzyms erheblich zu überschätzen, etwa wenn alternative Stoffwechselwege nicht bekannt sind. Andererseits darf nicht vergessen werden, dass jede Methode fehlerbehaftet ist (sogenannte falsch positive und falsch negative Befunde). Der Vorhersagewert dieser Untersuchungsverfahren für das Erkrankungsrisiko ist daher meist viel schlechter als allgemein angenommen. In der Praxis bedeutet dies, dass Personen gar nicht so selten mit fehlerhaften Bewertungen der Ergebnisse einer genetischen Untersuchung konfrontiert werden. Eine solche "Vorsorgeuntersuchung" erscheint daher, unabhängig von den begründeten ethischen Bedenken, wenig sinnvoll.

In der Arbeitsmedizin versucht man deshalb seit geraumer Zeit, nicht die einwirkende Substanz selbst oder die genetische Veranlagung zu untersuchen, sondern die durch eine Exposition ausgelösten biologischen Effekte im Organismus. So kann die Gesamtsituation erfasst werden, also die Aufnahme über die Lungen, die Haut und den Magen-Darm-Trakt, der entsprechend der Enzymausstattung variierende Stoffwechsel, die Ausscheidung und die Reparaturkapazität des Organismus.

Für die Einwirkung krebserzeugender Stoffe ist dabei das Erbgut von besonderem Interesse. Da das gesamte Erbgut in jeder Zelle vorhanden ist, untersuchte man in der Vergangenheit bevorzugt leicht zugängliches biologisches Material wie das Blut. Ungelöst ist allerdings nach wie vor die Frage, ob und in welcher Weise die so gewonnenen Erkenntnisse auf andere Organe übertragbar sind. Krebserzeugende Substanzen entfalten ihre Wirkung in der Regel in einem bestimmten Organ: Rauchen führt zu Lungenkrebs, Schimmelpilzgifte verursachen Leberkrebs, Benzol bewirkt Blutkrebs, und Alkohol zieht Mundboden- und Speiseröhrenkrebs nach sich.

Belastung in der Gesamtheit erfaßbar

Am Erlanger Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin wird nun versucht, geringste Mengen veränderten Erbgutes in Blut bzw. in Harn zu erfassen. So wird es erstmals möglich, die Belastung des Organismus durch krebserzeugende Chemikalien ganzheitlich zu erfassen und daraus auf das Risiko zu schließen, an Krebs zu erkranken. In den Meßergebnissen schlagen sich berufliche und außerberufliche Belastungen ebenso nieder wie persönliches Verhalten und die individuelle Enzymausstattung.

Eine unabdingbare Voraussetzung dafür steht dem Institut jetzt zur Verfügung: ein Großgerät der instrumentellen chemischen Analytik, der sogenannten HPLC-MS-MS, einer Kopplung der Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit drei in Reihe geschalteten massenspektrometrischen Separatoren. Diese analytische Methode ist zwar schon länger bekannt, aber erst jetzt durch neueste Geräte und Techniken für Untersuchungen im größeren Umfang einsetzbar. Dank der Unterstützung der Bayerischen Forschungsstiftung wird die chemisch-analytische Abteilung des Erlanger Instituts ihre weltweit führende Stellung im Biological Monitoring, dem Nachweis von Gefahrstoffen oder Effekten im biologischen Material, nicht nur sichern, sondern weiter ausbauen können.

Mittels neuer Verfahren sollen die wichtigsten organischen Umweltkarzinogene - wie kondensierte aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Benzol etc. - und deren Stoffwechselprodukte in menschlichen Körperflüssigkeiten bestimmt werden, wobei das Augenmerk auf den DNA-Addukten dieser Stoffe liegt. Das Projekt wird entsprechend den Förderrichtlinien der Stiftung zusammen mit einem aufstrebenden biotechnologischen Unternehmen durchgeführt. Die Firma Recipe in München soll die vom Institut erarbeiteten Verfahren zur Marktreife weiterentwickeln.

Kontakt:
Prof. Dr. Hans Drexler, Prof. Dr. Jürgen Angerer
Institut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin
Schillerstraße 25/29, 91054 Erlangen
Tel.: 09131/85 -22374, Fax: 09131/85 -22317
E-Mail: Hans.Drexler@rzmail.uni-erlangen.de

Gertraud Pickel |

Weitere Berichte zu: Einwirkung Enzym Erbgut Erbsubstanz Organismus

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nesseltiere steuern Bakterien fern
21.09.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Die Immunabwehr gegen Pilzinfektionen ausrichten
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften