Département Toxicologie de l’environnement

Vorhersage der Biotransformation und Biokonzentration von organischen Chemikalien im Fisch


Die Quantifizierung der Toxizität von Chemikalien auf aquatische Organismen beruht bis heute zumeist auf der externen Expositionskonzentration. Um jedoch die Toxizität von Chemikalien zu verstehen, zu interpretieren und auf andere Szenarien übertragen zu können, ist die Organismen-interne Konzentration besser geeignet. Obwohl diese messbar ist, wäre es doch wesentlich effizienter wenn man sie vorhersagen könnte. Solche Vorhersagen sind jedoch schwierig, da z.B. Biotransformationsprozesse die Akkumulation von Chemikalien im Fisch stark beeinflussen können. Toxikokinetische Modelle, welche Biotransformationsraten aus in vitro Versuchen berücksichtigen, sind ein erster Schritt um Biokonzentration besser vorhersagen zu können. Bisher beruhen diese Modelle jedoch nur auf Biotransformationsdaten allein aus der Leber. Da aber je nach Expositionsweg und Chemikalieneigenschaften auch andere Organe, wie die Kiemen und der Darm, an der Biotransformation beteiligt sein können, führt die Fokussierung auf die Leber allein möglicherweise zur Überschätzung der Biotransformation.  

Vor diesem Hintergrund untersuchen wir die Kapazität zur Biotransformation von Zelllinien, welche aus Regenbogenforellen gewonnen wurden: Leber - RTL-W1, Darm - RTgut-GC und Kieme - RTgill-W1. Die mit den Zelllinien gewonnenen Transformationsraten werden in ein Physiologie-basiertes Toxikokinetisches (PBTK) Computermodell für die Regenbogenforelle eingespeist, um die Biokonzentration vorherzusagen.   

Für diese Forschung werden wir ab 2016 zusätzliche Finanzierung über CEFIC-LRI erhalten (LRI-ECO34, project title: A tiered testing strategy for rapid estimation of bioaccumulation by a combined modelling - in vitro testing approach). Dieses Projekt beinhaltet eine internationale Zusammenarbeit mit Kollegen in Kanada (Arnot Research and Consulting Inc.), USA (ILSI-HESI), Grossbritannien (King’s College), sowie der Schweiz (Universität Bern).

Neueste Publikationen

Stadnicka-Michalak J., Weiss F., Knöbel M., Schirmer K. (2014), Biotransformation in fish cell lines to predict bioconcentration in fish: a case study with benzo(a)pyrene, SETAC North America 35th Annual Meeting, Vancouver, Canada, 09.11-13.11.

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