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Kontakt:

Centre for Organismal Studies

Abteilung Tierphysiologie / Entwicklungsbiologie

Im Neuenheimer Feld 504

Tel: +49-(0)6221/54-6254

Fax:: +49-(0)6221/54-6162

e-Mail: Brotzmann@uni-heidelberg.de

Titel des wissenschaftlichen Projekts:

PharmaSea: Presence,   behavior   and   risk   assessment   of pharmaceuticals in marine ecosystems

Kurzbeschreibung:

Medikamente und ihre kontinuierliche Entwicklung steigern erheblich den Lebensstandard und stellen einen der größten Vorteile der modernen Gesellschaft dar. Durch ihren Konsum und eine unsachgemäße Entsorgung sowie durch Industrie- und Krankenhauseinleitungen und Kläranlagen werden Arzneimittel jedoch zunehmend in natürlichen Ökosystemen nachgewiesen. Zunächst nur im Süßwasser untersucht, können sie nun auch in der marinen Umwelt gemessen werden.

Aktive pharmazeutische Inhaltsstoffe (APIs) gelten als wichtige Kontaminanten, die Anlass zu Besorgnis geben. Die Bewertung von Umweltrisiken kann aber sehr komplex sein; tatsächlich sind qualitativ hochwertige Daten über Gefahren und Exposition kaum oder gar nicht verfügbar.

Durch die ständige Verbesserung fortschrittlicher Analysetechniken ist es nun möglich, in der Umwelt Wirkstoffe verschiedenster therapeutischer Klassen wie Antibiotika, nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente (NSAIDs), Antidepressiva und Antiepileptika in Konzentrationen von einigen ng/L bis zu Hunderten von µg/L nachzuweisen, aber das Wissen über den Verbleib und die biologischen Auswirkungen ist noch sehr lückenhaft.

Für die Entwicklung zuverlässiger Risikobewertungsverfahren solcher Wirkstoffe sind viele Informationen notwendig, wie beispielsweise:

•   Toxizitäts- und Teratogenitätsanalysen

•   Wirkstoff-spezifische Wirkungsweisen in Nicht-Zielorganismen

•   Wirkungsbewertungen von Wirkstoffmischungen und

• Aufnahme-, Bioakkumulations- und Ausscheidungskinetik von Wirkstoffen in aquatischen Organismen.

Hierfür stellt der Zebrabärbling (Danio rerio) einen vielseitigen Modelorganismus dar, mit dem mehrere Endpunkte für die ökotoxikologische Bewertung von Arzneimitteln ermittelt werden können, wie z. B. Toxizitätsstudien in frühen Lebensstadien, die Charakterisierung chronischer und subletaler Wirkungen unter ökotoxikologisch relevanten Expositionsszenarien und damit die Identifizierung von Stoffwechselwegen, die bei zellulären Reaktionen auf Stress eine wichtige Rolle spielen.

Die Kombination verschiedener Endpunkte ermöglicht die Bestimmung der geeignetsten Biomarker für die Früherkennung von APIs. Die Ergebnisse können zur Anpassung der Verschreibungs- und Entsorgungspraktiken für einheimische Arzneimittel genutzt werden oder auch dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Pharmaindustrie zu steigern, welche in die ökologische Nachhaltigkeit ihrer Produkte investiert.