Pneumologie 2008; 62 - V57
DOI: 10.1055/s-2008-1074470

Intratracheale Quarz-Instillation im Rattenmodell: Hinweise auf die Rolle von neutrophilen Granulozyten als Ursache für genetische Instabilität in der Lunge

C Albrecht 1, A Knaapen 1, G Cakmak 2, F van Schooten 3, P Borm 1, R Schins 1
  • 1IUF Düsseldorf
  • 2Gazi University, Ankara, Turkey
  • 3Nutrition and Toxicology Research Institute Maastricht (NUTRIM), Department of Health Risk Analysis and Toxicology, University of Maastricht, The Netherlands

Die Exposition gegenüber Quarzpartikeln kann zu einer Induktion gesundheitsschädigender Lungeneffekte wie Fibrose und Tumoren führen. Hierbei wird eine chronische Entzündung verbunden mit oxidativem Stress als entscheidender intermediärer Schritt diskutiert; die dafür verantwortlichen Mechanismen sind jedoch nicht vollständig aufgeklärt. Frühere Studien zeigten, dass eine einmalige intratracheale Instillation von 2mg Quarz im Rattenmodell eine chronische Entzündung induziert, die durch die Oberflächenbeschichtung der Partikel (Polyvinylpyridin-N-oxid, Aluminiumlaktat) signifikant vermindert wird. Diese modifizierten Partikel nutzten wir in der gegenwärtigen Studie, um die Beziehung zwischen Quarzexposition, Entzündung und Gentoxizität weiter aufzudecken. Während nach Quarzbelastung im Gesamtlungenhomogenat und in Lungenparaffinschnitten keine erhöhten 8-Hydroxy-2-deoxy-Guanosin (8-OHdG)-Werte nachgewiesen wurden, wiesen isolierte Epithelzellen 3 Tage nach Quarzbelastung DNS-Strangbrüche (Komet-Assay) auf. Obwohl diese nach 28 Tagen nicht mehr detektiert wurden, zeigten die Epithelzellen bis zu 90 Tage nach Quarzbelastung vermehrt Mikrokerne. Parallel dazu wurde ein Anstieg von DNS-Reparaturenzymen (apurinic/apyrimidinic endonuclease/redox factor 1) mittels Westernblot-Analyse und Immunhistochemie verzeichnet. Oberflächenmodifikationen der Quarzpartikel reduzierten die gentoxischen Effekte deutlich, wobei Korrelationsanalysen einen engen Verband zwischen Entzündung und Gentoxizität über den gesamten Untersuchungszeitraum zeigen. Die Daten weisen auf eine Assoziation zwischen neutrophiler Entzündung und Einzelstrangbrüchen sowie Mikrokernformation in Zielzellen hin, die für die partikelinduzierte Kanzerogenese von Bedeutung sind. Der fehlende Nachweis einer 8-OHdG-Induktion könnte als Hinweis auf das effiziente Anschalten der Basenexzisionsreparatur gelten. Künftige Untersuchungen sind auf die Kausalität von Entzündung und Genominstabilität gerichtet.