Einfluss beruflicher und umweltbedingter Metallbelastungen auf das Ausmaß an DNA-Schäden und DNA-Reparaturkapazität: Vergleich von etablierten und neuen Biomarkern bezüglich ihres prädiktiven Aussagewertes für Krebserkrankungen

Status:

abgeschlossen 12/2009

Zielsetzung:

Für die adäquate Prävention von Krebserkrankungen, die durch Metallverbindungen ausgelöst werden können, ist es wünschenswert, gesundheitsbasierte Grenzwerte auch für kanzerogene Metallverbindungen aufzustellen. Für ihre Herleitung sind Dosis-Wirkungs-Beziehungen zwischen Metallexpositionen und den gesundheitlichen Wirkungen aufzustellen. Ziel dieser Studie war es daher, neu entwickelte Biomarker für Genotoxizität anzuwenden und deren Assoziation mit Expositionen im Niedrigdosisbereich aufzudecken. In einer zweiten späteren Studienphase soll zusätzlich die Rolle dieser Biomarker bei der molekularen Alterung und Krebsentstehung aufgeklärt werden.

Aktivitäten/Methoden:

SALIA (Study on the Influence of Air pollution on lung function, inflammation and ageing) ist eine Kohortenstudie an älteren Frauen aus dem Ruhrgebiet und dem südlichen Münsterland. Die erste Untersuchung fand zwischen 1985 und 1991 statt und erfasste auch die äußere und innere Metallbelastung. 402 Frauen dieser Kohorte wurden im Jahre 2007/2008 erneut untersucht, ihre aktuelle innere Belastung durch Metalle erfasst und die drei neu entwickelten Größen für Genotoxizität "Anzahl FPG-sensitive Stellen pro 10*6 Basenpaare" als Maß für oxidative DNA-Schäden, "PARP-Aktivität" und "Inzisionskapazität" als Maß für die DNA-Reparaturkapazität bestimmt. Weiterhin wurden acht single nucleotid Polymorphisms (SNP) bestimmt, die in einem bekannten Zusammenhang mit DNA-Schäden und Reparaturkapazität stehen. Dosis-Wirkungs-Beziehungen zwischen Exposition und den Markern für Genotoxizität sowie mögliche Gen-Umweltinteraktionen wurden mit multiplen Regressionsverfahren untersucht.

Ergebnisse:

Die deutlichsten Effekte bezüglich der Biomarker für Genotoxizität zeigen die vor 20 Jahren (1986-1990) gemessenen Belastungswerte. Insbesondere eine erhöhte Blei- bzw. Kupferbelastung führt signifikant zu mehr oxidativen DNA-Schäden und verringerten PARP- und Reparaturkapazitäten. Auch Eisen und Nickel, gemessen 1986-1990 und Partikel aus KFZ-Abgas (2000) und PM2.5-Absorbance (2002/03) zeigen deutliche Effekte. Expositionen zur Zeit der Basisuntersuchung waren noch deutlich höher als zum Zeitpunkt der aktuellen Untersuchung. Schwermetalle wie Blei und Cadmium können in der Leber und Niere akkumulieren, und die vor 20 Jahren gemessenen Metallkonzentrationen im Blut und Urin scheinen offenbar immer noch erkennbare Auswirkungen auf die aktuelle innere Belastung zu haben.
Bei den Zusammenhangsanalysen zwischen Expositionsparametern und Biomarkern für verschiedene Allelkombinationen von bestimmten DNA-Reparatur-Genen konnten teilweise unterschiedliche Empfindlichkeiten registriert werden. Diese nachweisbaren Gen-Umweltinteraktionen geben einen weiteren Hinweis auf mögliche vorliegende ursächliche Beziehungen.
Aus der Auswertung des Teilprojekts SALIA 2008 lässt sich daher bereits jetzt schließen, dass die angewendeten Methoden prinzipiell geeignet sind, Effekte der Genotoxizität ausgelöst durch umweltbedingte Metallexpositionen zu quantifizieren.

Stand: