Biomarker in der Arbeitsmedizin

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Leiterin

Prof. Dr. med. Simone Schmitz-Spanke


Inhalt

Gefahrstoffe bzw. ihre Metaboliten beeinflussen über verschiedene Mechanismen die zelluläre Homöostase, was schließlich zur Manifestation von Krankheiten bis hin zur Tumorentstehung führen kann. Der Zeitraum zwischen Exposition und Krankheit wird als exposure disease continuum bezeichnet und kann mitunter Jahrzehnte umfassen. Ein wichtiges Aufgabenfeld der modernen Arbeitsmedizin ist daher das Biologische Effektmonitoring, das im Idealfall ermöglicht, durch die Bestimmung biologischer Größen auf mögliche adverse Folgen einer Exposition schließen zu können. Allerdings erlaubt bisher die Messung von Metaboliten und Addukten (dauerhafte Bindung des Gefahrstoffes bzw. des Metaboliten an Aminosäuren) nur ein Biomonitoring in der frühen Phase des exposure disease continuum, zur Beurteilung späterer Expositionsfolgen stehen noch keine geeigneten Biomarker zur Verfügung.
Ziel der Arbeitsgruppe ist daher, das Potenzial proteomischer und metabolomischer Verfahren für arbeitsmedizinische Grundlagenforschung zu verwenden, da geeignete Biomarker nur auf der Basis mechanistischer Grundlagenuntersuchungen entwickelt werden können. Die „-omics“-Technologien ermöglichen durch ihren holistischen Ansatz einen umfassenden Einblick in zelluläre Reaktionen, und eröffnen dadurch neue, teils überraschende Blickwinkel. Gerade Veränderungen der Proteine spiegeln den Versuch der Zelle wider, adverse Effekte der Gefahrstoffe einzudämmen. Die begleitende Analyse des Metaboloms ergänzt ideal die Ergebnisse der proteomischen Untersuchungen. Die aufgrund der omics-Ergebnisse entwickelten Hypothesen werden in weiteren zellbiologischen Untersuchungen validiert.

 

Forschungsschwerpunkte

Proteom- und Metabolom-basierte Untersuchung der

  • Chemischen Kanzerogenese
    Zelluläre Abwehrmechanismen im Niedrigdosisbereich
  • Nanopartikelwirkung
    Beeinflussung der zellulärer Homöostase in verschiedenen Zellmodellen der Lunge
  • Zell-Zell-Kommunikation
    durch Gefahrstoffeinwirkung veränderte intrazelluläre Kommunikation induziert systemische Veränderungen; Exosome werden von betroffenen Zellen freigesetzt und sind u.a. an der Metastasierung und Regulation des Immunsystems beteiligt