Département Toxicologie de l’environnement

In-vitro-Vorhersage der Biokonzentration und Bioakkumulation von organischen Chemikalien in Fischen


Das Potenzial von Chemikalien, sich in einem Organismus anzusammeln, ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die bei Umweltverträglichkeitsprüfungen (UVP) bewertet werden. Zur Bioakkumulation kommt es, wenn die Aufnahmeprozesse die Biotransformation und die anschliessenden Eliminationsprozesse übertreffen. Während die Bioakkumulation üblicherweise anhand von ressourcenintensiven Tierversuchen mit Fischen (z. B. OECD 305) bewertet wird, zielen wir darauf ab zellbasierte Systeme zur Vorhersage der Bioakkumulation auf In-vivo-Ebene zu entwickeln und zu implementieren. Zu diesem Zweck messen wir die Aufnahme von Chemikalien und die Biotransformationsraten in permanenten Zelllinien der Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss), die aus der Leber (RTL-W1), dem Darm (RTgutGC) und den Kiemen (RTgill-W1) isoliert werden, um sowohl die hepatische als auch die extrahepatische Biotransformation zu berücksichtigen. Wir arbeiten daran, die Fähigkeit von Zellen zur Darstellung von Prozessen, die die Bioakkumulation beeinflussen (z. B. Biotransformationswege), weiter zu erforschen und die Anwendbarkeit unserer zellbasierten Systeme zur Bewertung eines breiten Spektrums von Chemikalien zu verbessern, einschließlich solcher mit technisch anspruchsvollen physikochemischen Eigenschaften wie Ionisierbarkeit, hoher Flüchtigkeit und Hydrophobie. Wir arbeiten auch an der Weiterentwicklung der physiologisch basierten Toxikokinetik (PBTK), um die Bioakkumulation auf zellulärer Ebene (in vitro) auf den gesamten Organismus (in vivo) zu übertrage.

 

Publikationen

Balk, F.; Hüsser, B.; Hollender, J.; Schirmer, K. (2024) Bioconcentration assessment of three cationic surfactants in permanent fish cell lines, Environmental Science and Technology, 2024(58), 1452-1461, doi:10.1021/acs.est.3c05360, Institutional Repository
Balk, F.; Hollender, J.; Schirmer, K. (2023) Investigating the bioaccumulation potential of anionic organic compounds using a permanent rainbow trout liver cell line, Environment International, 174, 107798 (13 pp.), doi:10.1016/j.envint.2023.107798, Institutional Repository
Stadnicka-Michalak, J.; Schirmer, K. (2022) In vitro-in vivo extrapolation to predict bioaccumulation and toxicity of chemicals in fish using physiologically based toxicokinetic models, In: Seiler, T.-B.; Brinkmann, M. (Eds.), In situ bioavailability and toxicity of organic chemicals in aquatic systems, 229-258, doi:10.1007/7653_2019_34, Institutional Repository
Stadnicka-Michalak, J.; Weiss, F. T.; Fischer, M.; Tanneberger, K.; Schirmer, K. (2018) Biotransformation of benzo [a] pyrene by three rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) cell lines and extrapolation to derive a fish bioconcentration factor, Environmental Science and Technology, 52(5), 3091-3100, doi:10.1021/acs.est.7b04548, Institutional Repository
Stadnicka-Michalak, J.; Knöbel, M.; Županič, A.; Schirmer, K. (2018) A validated algorithm for selecting non-toxic chemical concentrations, ALTEX: Alternatives to Animal Experimentation, 35(1), 37-50, doi:10.14573/altex.1701231, Institutional Repository
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