Département Toxicologie de l’environnement

Verknüpfung von computergestützter Modellierung mit zellbasierten in vitro Experimenten zur Vorhersage von Chemikalieneffekten auf das Fischwachstum


In einem von der Schweizer 3R Stiftung geförderten Projekt (3R-Project 145-15) arbeiten wir an der Entwicklung von Tier-freien Alternativen, um den Einfluss von Chemikalien auf das Fischwachstum in frühen Entwicklungsstadien vorhersagen zu können. Hundertausende von Fischen in frühen Entwicklungsstadien werden jährlich eingesetzt, um Chemikalien auf ihre Wirkung auf das Fischwachstum zu testen. Junge Fische sind empfindlicher als erwachsene Tiere und ihr Wachstum beeinflusst ihre Chancen zu Überleben und sich zu Vermehren. Um also die Anzahl der für solche Versuche eingesetzten Fische zu reduzieren, schlagen wir eine Testmethode vor, die erstmalig das Fischwachstum nach Chemikalienexposition anhand von zellbasierten (in vitro) Daten quantitativ vorhersagen kann. Die dieser Methode zugrunde liegende Hypothese ist, dass reduziertes Fischwachstum als reduzierte Zellproliferation in der Kulturschale messbar ist, welche mit Hilfe von mechanistischen Modellen auf den Fisch skaliert werden kann. Tatsächlich konnten wir in einer Pilotstudie mit zwei Chemikalien die Richtigkeit dieser Hypothese aufzeigen (Stadnicka-Michalak et al. 2015). Nun möchten wir überprüfen, ob diese Methode ebenso gut auf andere Chemikalien übertragbar ist. Diese Entwicklung ist ein vielversprechender Schritt zur Etablierung von Alternativen zu Fischtoxizitätstests. Unsere Methode ist einfach, kostengünstig und schnell und benötigt nur in vitro Daten für die Modellkalibration.

Neueste Publikationen

Stadnicka-Michalak, J.; Schirmer, K.; Ashauer, R. (2015) Toxicology across scales: cell population growth in vitro predicts reduced fish growth, Science Advances, 1(7), 1-8, doi:10.1126/sciadv.1500302, Institutional Repository
Stadnicka-Michalak, J.; Tanneberger, K.; Schirmer, K.; Ashauer, R. (2014) Measured and modeled toxicokinetics in cultured fish cells and application to in vitro - in vivo toxicity extrapolation, PLoS One, 9(3), e92303 (10 pp.), doi:10.1371/journal.pone.0092303, Institutional Repository
Stadnicka, J.; Schirmer, K.; Ashauer, R. (2012) Predicting concentrations of organic chemicals in fish by using toxicokinetic models, Environmental Science and Technology, 46(6), 3273-3280, doi:10.1021/es2043728, Institutional Repository