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Untersuchungen zu kumulativen genotoxischen und apoptotischen Effekten von Umweltfremdstoffen in einem Miniorgan-Kulturmodell humaner Epithelien mit dem Kometen- und dem Annexin V-Affinitäts-Assay
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Autoren
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Michael Bührlen
- Innere Medizin, Klinikum München-Neuperlach, München
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Ulrich Harréus
- HNO-LMU, München
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Rainer Staudenmaier
- HNO-RdI-TUM, München
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Norbert Kleinsasser
- Univ.HNO-Klinik, Würzburg
| Veröffentlicht: | 24. April 2006 |
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Gliederung
Text
Miniorgankulturen (MOK) humaner nasaler Mukosa werden für genotoxikologische Untersuchungen zu Umwelt und Arbeitsplatz bedingten Fremdstoffexpositionen verwendet. MOK erlauben die Zielzellen der Kanzerogenese inhalativer Xenobiotika im oberen Aerodigestivtrakt in einem lebensnahen Organverbund mit repetitiven oder chronischen Expositionen zu untersuchen. In der vorliegenden Untersuchung werden kumulative genotoxische und apoptotische Effekte von Natriumdichromat, N-Nitrosodiethylamin (NDEA) und N-Methyl-nitro-N´nitroso-guanidin (MNNG) untersucht.
Miniorgane wurden durch 1 mm3 große Würfel aus humaner nasaler Mukosa angelegt. MOK von 11 Spendern konnten in Multiwellschalen mit Bronchial Epithelial Basal Medium kultiviert werden. An den Tagen 7, 9 und 11 bzw. ausschließlich am Tag 11 wurden Aliquots der MOKs mit 1,0 mM Natriumdichromat, 50 mM NDEA oder 0,07 mM MNNG für jeweils eine Stunde inkubiert. Die DNA-Fragmentation und Apoptose wurden am Tag 11 mit dem Kometen- und dem Annexin V-Affinitäts-Assay untersucht.
Signifikante DNA-Fragmentation konnte nach einfacher Exposition der MOK gegenüber Natriumdichromat dargestellt werden. Nach drei aufeinanderfolgenden Expositionen wurde ein weiterer Anstieg der DNA-Schädigung gezeigt, der begleitet wurde von einer vermehrten Apoptose. Im Gegensatz dazu konnte nach einfacher und dreifacher Inkubation mit NDEA keine gesteigerte DNA-Fragmentation oder Apoptose beobachtet werden. Repetitive Exposition gegenüber MNNG resultierte in einer Akkumulation des DNA-Schadens ohne Änderung der Apoptoserate.
Die Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit auf, bei Studien zur Genotoxizität von Xenobiotika eine mögliche Apoptose ebenfalls zu dokumentieren. MOK stellen hierfür ein geeignetes, lebensnahes Modell dar.
