Bernd Kaina

GT-Toxicology Preis 2012 für Bernd Kaina

Es ist gut bekannt, dass während der Tumortherapie durch Bestrahlung oder Chemotherapeutika eine Schädigung des Immunsystems auftritt. Weniger bekannt ist, welche Zellen des Immunsystems besonders empfindlich auf Strahlung und Chemotherapeutika reagieren und welche resistent sind. In einer Arbeit, die kürzlich in Proc. Natl. Acad. Sci. USA erschien, zeigt die Arbeitsgruppe um Professor Kaina von der Universitätsmedizin Mainz, dass menschliche Monozyten besonders empfindlich auf reaktive Sauerstoffspezies (ROS) reagieren, während Makrophagen und Dendritische Zellen (DCs), die aus Monozyten durch Zytokingabe gereift wurden, resistent sind. Die ausserordentlich hohe Empfindlichkeit von Monozyten wurde nach Behandlung mit ionisierender Strahlung, chemischen oxidativen Substanzen und sogar dem oxidierten low-density Lipoprotein (oxLDL), das als einer der Auslöser der Atherosklerose angesehen wird, beobachtet. Es gelang der Gruppe auch, die Ursache für die Hypersensitivität von Monozyten gegenüber oxidativen Stress ausfindig zu machen. Sie ist begründet in einem Fehlen bzw. äußerst niedrigen Expression der DNA-Reparaturproteine XRCC1, Ligase III, PARP-1 und DNA-PKCS. Damit sind Monozyten faktisch defekt in zwei wichtigen DNAReparatursystemen, der Basenexzisionsreparatur (BER) und der DNA-Doppelstrangbruchreparatur.

Hier ist das NHEJ betroffen. Da die Zellen nicht proliferieren, stellt NHEJ der einzige Weg der DSBReparatur dar, der offenbar in Monozyten defekt ist. Das hat gravierende Auswirkungen, was an der starken Aktivierung der DNA-Schadensantwort und der hohen Apoptoserate nach ROS-Exposition zu sehen ist. Ein derartiger genereller Repararturdefekt wurde bisher weder in Zellen des menschlichen Körpers noch in experimentellen in vitro Systemen beschrieben. Kaina schreibt dem Reparaturdefekt in Monozyten eine biologische Rolle zu: der Vermeidung einer übermässigen ROS-Produktion und Immunantwort durch Depletion des Präkursors von ROS-produzierenden Makrophagen und DCs, den Monozyten, im entzündlichen Gewebe. Die Arbeit zeigt zudem, daß mehrere DNA-Reparaturgene durch Zytokine (GM-CSF und IL-4), die die Ausreifung von Monozyten in DCs und Makrophagen bewirken, reguliert werden.

Bauer, M., M. Goldstein, M. Christmann, H. Becker, D. Heymann and B. Kaina (2011) Human monocytes are severely impaired in base and DNA double-strand break repair that renders them vulnerable to oxidative stress, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, 21105-21110

Der Preis wird gemeinsam gestiftet von der Zeitschrift Toxicology (Elsevier) und der Deutschen Gesellschaft für Toxikologie GT

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Das Sonderheft "Human Biomonitoring 2016", Volume 220/2 Part A der Zeitschrift International Journal of Hygiene and Environmental Health ist erschienen. Insgesamt 34 Beiträge stellen den aktuellen Stand des weltweiten Human-Biomonitorings (HBM) dar.

Das Sonderheft wurde im Nachgang zur 2. Internationalen Human-Biomonitoring Konferenz, Berlin 2016, zusammengestellt, die unter dem Motto "Wissenschaft und Politik für eine gesunde Zukunft" gemeinsam vom Umweltbundesamt und dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit durchgeführt wurde.

Alle Artikel sind ein Jahr im Open-Access online frei verfügbar: www.sciencedirect.com/...

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Arsen in Lebensmitteln und in Trinkwasser
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Pressemitteilung

Toxikologen warnen: Gesundheits- und Umweltschutz in Gefahr; Fachgesellschaft beklagt Mangel an Ausbildungsplätzen
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Positionspapier des Arbeitskreises zum Humanbiomonitoring


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