Was sind AOP und wie funktionieren sie in der Umweltrisikobewertung?

Schirmer: Adverse Outcome Pathways steht für «Wege zu unerwünschten Wirkungen». Die Idee dabei ist, zu verstehen, wie Chemikalien für einen lebenden Organismus toxisch wirken. AOP beschreiben verschiedene Schritte, die zu Toxizität führen können – beginnend auf der molekularen Ebene –, die sich in der Zelle, im Gewebe und im ganzen Organismus fortsetzen, ähnlich einem Dominoeffekt. Die finale «unerwünschte Wirkung» misst man traditionellerweise im Tierversuch: Ein Fisch kann dann nicht mehr wachsen, sich nicht fortpflanzen oder stirbt sogar. Aber wie kam es dazu? Diese Entstehungswege (also die AOP) können wir in kultivierten Zellen messen – wir müssen einfach die richtigen Kombinationen finden, die uns genau vorhersagen können, was das Endergebnis sein wird. Dort setzen wir an. Unsere Hypothese ist, dass wir mit Hilfe gezüchteter Fischzellkulturen, sogenannter Zelllinien, relevante AOP messen können. Die Messdaten fliessen dann in ein Computermodell, so dass es künftig ausreicht, diese Prozesse in den Zellkulturen zu beobachten, um daraus die Wirkung auf einen Organismus, in unserem Fall Fische, zu berechnen – ohne Tierversuche durchführen zu müssen.
 

Sie haben bereits Tests entwickelt, welche die Effekte von Chemikalien statt an Fischen an Fischzellen testen. Die AOP-Tests sind eine Weiterentwicklung davon. Warum braucht es das?

Fischer: Ja, aQuaTox-Solutions hat eine Reihe von Tests mit Fischzellkulturen im Portfolio, die wir der chemischen Industrie, Umweltbehörden oder Fischfutterherstellern als Alternative zu konventionellen Fischtests für die Risikobewertung anbieten. Ein Wegbereiter für diese Fischzelltests ist der sogenannte RTgill-W1 Zelllinientest zur Bestimmung der akuten Fischtoxizität, welcher von der Eawag entwickelt wurde und mittlerweile sowohl das Gütesiegel der ISO und der OECD trägt. Allerdings schauen wir bei den meisten dieser Tests bisher nicht auf die Entstehungswege der Toxizität, sondern messen, ähnlich zum Tierversuch, nur das Endresultat, also zum Beispiel das Überleben der Zellen oder ihr Wachstum. Mit der Erweiterung auf die AOP streben wir eine noch bessere Auflösung von Chemikalienwirkungen und somit noch sensitivere und breiter einsatzbare Tests an.