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Nadine Kämmer

Kontakt:

Centre for Organismal Studies

Abteilung Tierphysiologie / Entwicklungsbiologie

Im Neuenheimer Feld 504

Tel: +49-(0)6221/54-5664

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

e-Mail: Nadine.Kaemmer@uni-heidelberg.de

 

 

 
 

 

Titel der wissenschaftlichen Arbeit:

Neurotoxizität in der Entwicklung des Zebrabärblings (Danio rerio).

Kurzbeschreibung:

Seit einiger Zeit gibt es in der Wissenschaft verstärktes Interesse daran, von den „black box“ Tierversuchen auf alternative, tierversuchs-freie Methoden umzusteigen. Dies wurde 1981 von der Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) das erste Mal angesprochen, indem sie sich öffentlich für die Verbesserung der Umstände von Tieren in Tierversuchen ausgesprochen hat. Dazu kam die 2013 veröffentlichte OECD Guideline 236, in der es um die Verbesserung der Haltung und das Verhindern von Schmerzen der Tiere in Tierversuchen geht. Dies führte zu einem grundsätzlichen Umdenken in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und hatte zur Folge, dass 2016 das EU-ToxRisk Projekt ins Leben gerufen wurde, mit dem Ziel die Mechanismen der Toxikologie und Risikoanalyse des 21. Jahrhunderts weiter voran zu bringen. In diesem Projekt kollaborieren 39 internationale Partner, die nicht nur das Konzept der Toxikologie grundliegend verändern wollen, sondern auch das Ziel verfolgen, tierversuchs-freie Sicherheitstests für Chemikalien zu entwickeln. Die Methoden, die in diesem Projekt angewendet werden, wie beispielsweise in silico Modelle und in vitro Tests mit Relevanz für Menschen, wurden mit dem Ziel gewählt die molekularen Mechanismen nach der Belastung in brauchbare Information für Sicherheitsstrategien übersetzen zu können. Unter den Kooperationspartnern befinden sich beispielsweise Experten aus Gebieten der Zellbiologie, -Omics Technologien, Systembiologie und Computermodellerstellung. Diese Zusammenarbeit soll es ermöglichen die funktionalen Mechanismen der Substanzen und ihre toxischen Effekte besser zu verstehen und zu definieren.

Der Fischembryotest nach OECD Richtlinie 236 gilt seit seiner Validierung im Jahre 2013 als Kandidat für eine Alternativmethode zum ethisch bedenklichen akuten Fischtest, um die Toxizität von Chemikalien zu bewerten. In der Regel reagieren Embryonen auf eine Exposition mit Schadstoffen ähnlich empfindlich wie adulte Fische; es gibt jedoch vor allem bei neurotoxischen Substanzen Ausnahmen. Dies ist einer der Gründe, warum die ECHA (European Chemical Agency) den Fischembryotest bisher nicht in vollem Umfang akzeptiert. Einer der Gründe für die unterschiedliche Sensibilität von Embryo und adultem Fisch könnte die von neurotoxischen Substanzen ausgelöste respiratorische Insuffizienz im erwachsenen Tier sein, welche Embryonen bis zu einem gewissen Alter durch Hautatmung kompensieren können. Da diese Hypothese bisher kaum belegt ist, sollen im vorliegenden Projekt neurotoxische Chemikalien aus verschiedenen Substanzklassen mit unterschiedlichen Wirkungsmechanismen in einem verlängerten Fischembryotest getestet werden. Weiterhin sollen mithilfe molekularer Hypoxie-Biomarker die genannte Hypothese unterstützt, sowie grundlegende Prozesse rund um die neurophysiologische Entwicklung der Atmungsorgane während der Normalentwicklung und unter Schadstoffbelastung des Zebrabärblings aufgedeckt werden. Die Aufdeckung der physiologischen Konsequenzen einer Belastung mit Chemikalien und die Aufklärung der Prozesse, die der unterschiedlichen Reaktion von Embryo, Larve und adultem Fisch zugrunde liegen, ist daher unerlässlich für die Etablierung des Fischembryotests als Alternative zum akuten Fischtest und trägt dazu bei, dass bei der Verwendung von Alternativmethoden toxische Wirkungen von Substanzen in der Risikobewertung nicht unterschätzt werden.