Produkt Applikation

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

Allgemeines 



Nanopartikel: Gebilde von 10µg/m3 PM10  Mortalität  



Insgesamt: + 300% Kardiovaskuläre Todesfälle: + 120%

Hospitalisierungen:    

COPD: + 250% Pneumonien: + 150% Asthma: + 170% Kardiovaskuläre Probleme: + 80% Zusammenfassung aus >100 verschiedenen Studien

29.05.2010

Workshop NeoSino

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Eintrittspforten 

 



Hornhaut des Auges (Arbeitsplatz, Umwelt) Lunge (Arbeitsplatz, Umwelt) Verdauungstrakt (Nahrungsmittel, Medikamente, Zahnpasta) Haut (Arbeitsplatz, Kosmetika)

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Workshop NeoSino

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Eintrittspforten

Die Lunge besitzt die dünnste Barriere des Körpers

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Workshop NeoSino

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Effekte der Nanopartikel



Zellschädigung:  Mechanische Schädigung der Zellmembran  Induktion des programmierten Zelltodes (Apoptose)



Beeinflussung des Immunsystems:  Bindung von Proteinen → Immunantwort  Aktivierung von Makrophagen → Entzündung

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Untersuchungen Gewebezellen  Vitalität, Zellfunktionen  Organellenschädigung  Chronische Effekte Blut  Erythrozytenintegrität  Gerinnung  Funktion der Immunzellen 29.05.2010

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Neosino Testung 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

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Zelluläre Schädigung - Testprinzip   

Zellen besitzen bestimmte Enzyme Die Aktivität dieser Enzyme wird quantifiziert Ein Abfall der Gesamtaktivität lässt auf eine Beeinträchtigung der Zellen schließen

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Workshop NeoSino

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Zelluläre Schädigung   



Anzüchten der Zellen Behandlung mit Testsubstanz 4h und 24h Mikroskopische Beurteilung der Zellen Bestimmung der Zellzahl (oder Zellleistung)

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Workshop NeoSino

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Zelluläre Schädigung

Eahy926 treated for 24 h with Neosino

140 120 100 80 60 40 20 0

% of control

% of control

EAhy926 mit 20 nm Carboxyl Polystyrolpartikeln

0

25

50

140 120 100 80 60 40 20 0

75 100 125 150 175 200 225 µg/ml

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0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

µl/ml

Workshop NeoSino

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4,5

Membranschaden- Testprinzip  





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

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Workshop NeoSino

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Membranschaden

EAhy 926 treated for 24h with Neosino

50

50

40

40

% of control

% of control

EAhy926 treated with Carboxyl polysytene particles

30 20 10 0

30 20 10 0

0

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

0

µg/ml

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Workshop NeoSino

0,5

1

1,5

2 2,5 ml/ml

3

3,5

4

4,5

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Hemolyse - Testprinzip 





Erythrozyten enthalten den roten Blutfarbstoff Hämoglobin Durch Schädigung der Membranen tritt Hämoglobin aus Ein Anstieg der Färbung im Überstand lässt auf eine Schädigung schließen

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Hemolyse   

Isolieren der Erythrozyten (Blutbank) Behandlung mit Testsubstanz Bestimmung der Hämoglobinkonzentration im Überstand

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Hemolyse Hämolyse mit NeoSino 120

Hemolyse (%)

100 80 60 40 20 0 Triton X (1%)

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Neosino (4µl/ml)

Neosino (2µl/ml)

Neosino (1µl/ml)

Workshop NeoSino

Neosino (0,5µl/ml)

Neosino (0,25µl/ml)

Wasser (4µl/ml)

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Lymphozytenaktivierung - Testprinzip 





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

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Lymphozytenaktivierung



Isolieren der Leukozyten (Blutbank) Anreicherung der Lymphozyten Kultivierung mit der Testsubstanz



Bestimmung der Zellzahl (oder Zellleistung)

 

Blut

Plasma + Plättchen

Lymphozyten

Ficoll

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Granulozyten + Erythrozyten

Workshop NeoSino

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Lymphozytenaktivierung Lymphozytenstimulation mit NeoSino

Relative Lumineszence Units

30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 unstimuliert CD3/ 28 stim.

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CP 26nm

NeoSino 2µl NeoSino 1,5µl NeoSino 1µl

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Makrophagenaktivierung- Testprinzip 





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

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Makrophagenaktivierung 

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

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Workshop NeoSino

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Makrophagenaktivierung Chemotaxis NeoSino 90000

Relative Luminescence Units

80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 N

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P 50ng/ml

NeoSino 2µl

Workshop NeoSino

NeoSino 1,5µl

NeoSino 1µl

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Ox. Stress Schutz - Testprinzip 





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

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Workshop NeoSino

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NeoSino bei Zellschädigung EAhy926 treated for 24 h with 100 µM H2O2 and Neosino 20

% of control

15 10 5 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

µl/ml

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Workshop NeoSino

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Bessere Zellfunktion - Testprinzip 





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

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NeoSino in Mangelmedium EAhy (2% FBS, Neosino for 5 days) 200 180

% of control

160 140 120

31.03.2010

100

11.05.2010

80 60 40 20 0 untreated

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Mitodamage

0,5µl/ml

1µl/ml

Workshop NeoSino

2µl/ml

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Zusammenfassung 



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

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Workshop NeoSino

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Workshop NeoSino

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