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Patrick Heinrich

Kontakt:

Centre for Organismal Studies

Abteilung Tierphysiologie / Entwicklungsbiologie

Im Neuenheimer Feld 504

Tel: +49-(0)6221/54-6260

Fax:: +49-(0)6221/54-6162

e-Mail: patrick.heinrich@cos.uni-heidelberg.de

 

 
 

 

Titel der wissenschaftlichen Arbeit:

Entwicklung, Verbesserung und Anwendung von Zellkultursystemen zum Nachweis spezifischer Toxizitätseffekte durch Mikroplastik-gebundene Schadstoffe

Kurzbeschreibung:

Die zunehmende und seit einiger Zeit im Fokus ökologischer Untersuchungen stehende Kontamination aquatischer Systeme mit Mikroplastik-Partikeln stellt einen bisher nur schwierig einschätzbaren Faktor hinsichtlich einer potenziellen Schadwirkung dar. Es steht fest, dass diese Partikel aufgrund ihrer in der Regel lipophilen Oberflächeneigenschaften in der Lage sind, verschiedene persistente Schadstoffe aus der Wassersäule aufzunehmen und damit anzureichern. Dies kann einerseits für verschiedene aquatische Organismen aufgrund einer eventuell erhöhten Bioverfügbarkeit der Schadstoffe z.B. über die Nahrungsaufnahme durch direkten Kontakt mit den kontaminierten Partikeln führen, andere Modelle sprechen hingegen von einer Reinigungswirkung, da Schadstoffe aus der Wassersäule entfernt und letztendlich (langfristig?) im Sediment abgelagert werden könnten.

Heute übliche Verfahren zum Nachweis bzw. der Modellierung eines solchen Aufkonzentrations- oder Reinigungsmechanismus sehen vor einer (bio-)analytischen Untersuchung eine Extraktion der gebundenen Kontaminanten mittels aggressiver organischer Lösungsmittel vor. Diese Herangehensweise stellt ein wesentliches Problem in Bezug auf die Abbildung der tatsächlichen Bioverfügbarkeit der gebundenen Substanzen dar, die mit diesen Methoden nur unzureichend abgeschätzt werden kann.

Das hier vorgestellte Projekt beschäftigt sich damit, die an verschiedene Polymere gebundenen Schadstoffe anhand ihrer Effekte ohne aufwändige und hinsichtlich der Aussagekraft problematische Extraktionsmethoden unter möglichst realistischen Bedingungen nachzuweisen. Hierzu werden ausschließlich tierversuchsfreie Zellkultur-basierte Testsysteme verwendet, die sich insbesondere durch ihre Empfindlichkeit, Wirtschaftlichkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse auszeichnen, um zur Klärung der noch offenen Fragestellungen zur Wirkung von Mikroplastik im Wasser beizutragen. Die untersuchten (öko)toxikologischen Endpunkte umfassen die Induktion der 7-Ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD), Einflüsse auf das Immun- und Hormonsystem, Cytotoxizität sowie Schädigungen am Erbgut (Gentoxizität).

Dieses Projekt wird durch das Verbundprojekt "EPHEMARE" im JPI-Oceans Programm der Europäischen Union gefördert.

 

 

 

 

RTL-W1-Zellen in direktem Kontakt mit Polyethylen-Mikropartikeln

 

 

 

EROD-Aktivität in RTL-W1-Zellen induziert durch Benzo(k)fluoranthen bei direkter Exposition und nach Freisetzung von Polyethylen-Folienstücken