Kombinationswirkungen umweltrelevanter Metallverbindungen in Lungenzellen

Zusammenfassung Gesamtziel des Projektes ist die Abklärung der Genotoxizität von löslichen und partikulären, umweltrelevanten Metallverbindungen in menschlichen Lungenzellen als Zielzellen der metallinduzierten Kanzerogenese sowie Kombinationswirkungen mit Benzo[a]pyren als wichtigem Umweltmutagen. Bisher konnte gezeigt werden, dass sowohl lösliches NiCl2 als auch partikuläres schwarzes NiO im nicht-zytotoxischen Bereich in A549 Zellen lediglich eine geringe Anzahl an oxidativen DNA-Schäden induzieren, wohingegen sie die Reparatur von BPDE-induzierten DNA-Addukten in diesem Bereich erheblich hemmen. Die intrazelluläre Verteilung von Nickel, die oftmals für die Unterschiede in der Kanzerogenität von löslichen und partikulären Nickelverbindungen verantwortlich gemacht wird, wurde mit Hilfe der AAS untersucht. Erste Ergebnisse zeigen, dass Nickel entgegen anders lautenden Vermutungen in der Literatur auch nach Inkubation mit löslichen Nickelverbindungen in den Zellkern gelangt, was für die Risikobewertung von großer Bedeutung ist. Zur Zeit untersuchen wir die Induktion von oxidativen DNA Schäden durch lösliche und partikuläre Cadmiumverbindungen und Kombinationswirkungen der entsprechenden Cadmiumverbindungen mit Benzo[a]pyren. Zusätzlich wurde auch die Induktion oxidativer DNA-Schäden durch Arsenit und seine zwei methylierten Metabolite MMA(V) und DMA(V) getestet. Unsere Experimente weisen die Entstehung oxidativer DNA-Basenschäden durch alle drei Verbindungen nach; dies deutet darauf hin, dass es sich bei der Methylierung nicht wie bislang angenommen um eine generelle Detoxifizierung handelt. Summary This project aims to investigate the genotoxicity of soluble and particulate, environmentally relevant metal compounds in human lung cells as primary targets of metal-induced carcinogenicity as well as indirect genotoxic effects in combination with benzo[a]pyrene as an important environmental mutagen. Within this project, we could demonstrate that in A549 cells both soluble NiCl2 and particulate black NiO induce only little oxidative DNA damage in a non-cytotoxic range, whereas they show a pronounced repair inhibition of BPDE-DNA adducts. The intracellular distribution of nickel(II), frequently suggested to be responsible for differences in carcinogenicity of soluble and particulate nickel compounds, has been determined after incubation with different nickel compounds by AAS. First results show that in contrast to the current opinion in literature also soluble nickel(II) reaches the nucleus in significant amounts, a finding of major importance for risk assessment. Currently we investigate the induction of oxidative DNA damage by soluble and particulate cadmium compounds and the combined effects with benzo[a]pyrene. Additionally the induction of oxidative DNA damage by arsenite and its two methylated metabolites MMA(V) and DMA(V) has been examined. Our experiments demonstrate the formation of oxidative DNA modifications by all three compounds, indicating that methylation does not merely resemble detoxification of arsenic compounds