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Nanotoxikologie & NeoSino Testung Medizinische Universität Graz Zentrum für Medizinische Grundlagenforschung (ZMF) Prof. Dr. Eleonore Fröhlich.

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Präsentation zum Thema: "Nanotoxikologie & NeoSino Testung Medizinische Universität Graz Zentrum für Medizinische Grundlagenforschung (ZMF) Prof. Dr. Eleonore Fröhlich."—  Präsentation transkript:

1 Nanotoxikologie & NeoSino Testung Medizinische Universität Graz Zentrum für Medizinische Grundlagenforschung (ZMF) Prof. Dr. Eleonore Fröhlich

2 Workshop NeoSino 2 Nanopartikel: Gebilde von <100 nm in einer Dimension Nanotoxikologie beschreibt, dass sich die (schädlichen) Eigenschaften im Nano- Größenbereich von denen der entsprechenden Rohmaterialien unterscheiden Allgemeines

3 Workshop NeoSino 3 Kopierer/Drucker Beschichtungen/Klebstoffe/Lacke Autoreifen Kosmetik Sonnenschutz Nahrungsmittelzusätze Medizinprodukte (z.B. Medikamente, Kontrastmittel, regenerative Medizin) Nanopartikel - Applikationen

4 Workshop NeoSino 4 Verbraucherprodukte Kosmetik, Sonnenschutz – TiO 2, ZnO, CeO 2 Nahrungsmittelzusätze – SiO 2 (Ketchup) Brillen – anorganisch/organische Hybridpolymere Gewebe – organische Polymere Katalysatoren – Metalle und Metallhybride

5 Workshop NeoSino 5 Medizinische Produkte ApplikationProdukt AppetitzüglerMegace ® ES ZytostatikaAbraxane TM, Doxil ®, Emend ® CholesterinsenkungTriCor ® HormonersatzEstrasorb TM ImmunsuppressivaRapamune ®

6 Workshop NeoSino 6 Eigenschaften VorteileNachteile NP können Substanzen an Wirkungsorte bringen NP können Zellbarrieren überwinden NP schützen pharmakologische Wirkstoffe vor Abbau Sie haben eine große Oberfläche und sind daher besonders reaktiv NP verstärken die Wirkung von Therapien Nanopartikel aggregieren gerne

7 Workshop NeoSino 7 Feinstaub

8 Workshop NeoSino 8 Inhalation > 10µg/m 3 PM 10 Mortalität  Insgesamt: + 300%  Kardiovaskuläre Todesfälle: + 120% Hospitalisierungen:  COPD: + 250%  Pneumonien: + 150%  Asthma: + 170%  Kardiovaskuläre Probleme: + 80% Zusammenfassung aus >100 verschiedenen Studien Feinstaub

9 Workshop NeoSino 9 Hornhaut des Auges (Arbeitsplatz, Umwelt) Lunge (Arbeitsplatz, Umwelt) Verdauungstrakt (Nahrungsmittel, Medikamente, Zahnpasta) Haut (Arbeitsplatz, Kosmetika) Eintrittspforten

10 Workshop NeoSino 10 Eintrittspforten Die Lunge besitzt die dünnste Barriere des Körpers

11 Workshop NeoSino 11 Zellschädigung:  Mechanische Schädigung der Zellmembran  Induktion des programmierten Zelltodes (Apoptose) Beeinflussung des Immunsystems:  Bindung von Proteinen → Immunantwort  Aktivierung von Makrophagen → Entzündung Effekte der Nanopartikel

12 Workshop NeoSino 12 Gewebezellen Vitalität, Zellfunktionen Organellenschädigung Chronische Effekte Blut Erythrozytenintegrität Gerinnung Funktion der Immunzellen Untersuchungen

13 Workshop NeoSino 13 Toxikologische Parameter Effekte auf Zellteilung Zellschädigung Erythrozytenschädigung Unspezifische Aktivierung des Immunsystems Testung ‚ŋeosino SMC tonicum Mineralkomplex Trinkampullen’ Nanopartikel suspendiert in Wasser Testbereich: empf. Maximaldosis wird zu 100% aufgenommen und im Plasma verteilt Neosino Testung

14 Workshop NeoSino 14 Zellen besitzen bestimmte Enzyme Die Aktivität dieser Enzyme wird quantifiziert Ein Abfall der Gesamtaktivität lässt auf eine Beeinträchtigung der Zellen schließen Zelluläre Schädigung - Testprinzip

15 Workshop NeoSino 15 Anzüchten der Zellen Behandlung mit Testsubstanz 4h und 24h Mikroskopische Beurteilung der Zellen Bestimmung der Zellzahl (oder Zellleistung) Zelluläre Schädigung

16 Workshop NeoSino 16 Zelluläre Schädigung

17 Workshop NeoSino 17 Zellen besitzen in ihrem Zellinneren Enzyme Durch Schädigung der Zellmembran können sie aus der Zelle heraus in den Überstand gelangen Die Aktivität dieser Enzyme im Überstand wird quantifiziert Ein Anstieg der Gesamtaktivität lässt auf eine Schädigung schließen Membranschaden- Testprinzip

18 Workshop NeoSino 18 Membranschaden

19 Workshop NeoSino 19 Erythrozyten enthalten den roten Blutfarbstoff Hämoglobin Durch Schädigung der Membranen tritt Hämoglobin aus Ein Anstieg der Färbung im Überstand lässt auf eine Schädigung schließen Hemolyse - Testprinzip

20 Workshop NeoSino 20 Isolieren der Erythrozyten (Blutbank) Behandlung mit Testsubstanz Bestimmung der Hämoglobinkonzentration im Überstand Hemolyse

21 Workshop NeoSino 21 Hemolyse

22 Workshop NeoSino 22 T-Lymphozyten gehören zur zellulären Abwehr des erlernten Immunsystem Sie vermehren sich, wenn sie mit einem als ‚fremd‘ erkannten Signal in Kontakt kommen, um dieses besser bekämpfen zu können Eine erhöhte Zellzahl weist auf eine Stimulation der zellulären Abwehr hin Lymphozytenaktivierung - Testprinzip

23 Workshop NeoSino 23 Isolieren der Leukozyten (Blutbank) Anreicherung der Lymphozyten Kultivierung mit der Testsubstanz Bestimmung der Zellzahl (oder Zellleistung) Lymphozytenaktivierung Blut Ficoll Plasma + Plättchen Lymphozyten Granulozyten + Erythrozyten

24 Workshop NeoSino 24 Lymphozytenaktivierung

25 Workshop NeoSino 25 Makrophagen gehören zum angeborenen Immunsystem Sie wandern auf einen Reiz hin und locken dann andere Immunzellen an, um eine Entzündungsreaktion einzuleiten Eine vermehrte Wanderung auf die Testsubstanz weist auf eine Stimulation der unspezifischen Immunabwehr hin Makrophagenaktivierung- Testprinzip

26 Workshop NeoSino 26 Zugabe der Zellen im oberen Teil des durch einen Filter getrennten Kulturgefäßes Zugabe der Testsubstanz in den unteren Teil Inkubation - Zellen wandern Bestimmung der Zellzahl (oder Zellleistung) in der unteren Kammer Makrophagenaktivierung

27 Workshop NeoSino 27 Makrophagenaktivierung

28 Workshop NeoSino 28 Zellen werden angezüchtet und mit Wasserstoffperoxid geschädigt Bestimmung der Zellzahl (oder Zellleistung) in An- und Abwesenheit der Testsubstanz Anstieg der Zellzahl weist auf schützende Wirkung der Testsubstanz hin Ox. Stress Schutz - Testprinzip

29 Workshop NeoSino 29 NeoSino bei Zellschädigung

30 Workshop NeoSino 30 Zellen werden für 5 Tage in Mangelmedium (2% statt 10% fötales Rinderserum) kultiviert Bestimmung der Zellzahl (oder Zellleistung) in An- und Abwesenheit der Testsubstanz Anstieg der Zellzahl weist auf schützende Wirkung hin Bessere Zellfunktion - Testprinzip

31 Workshop NeoSino 31 NeoSino in Mangelmedium

32 Workshop NeoSino 32 Neosino zeigt in den etablierten Testverfahren keinen toxischen Effekt Bei nicht optimalen Wachstumsbedingungen zeigt Neosino einen geringen, aber nachweisbaren, schützenden Effekt Zusammenfassung

33 Workshop NeoSino 33


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