Lehrstuhl für Toxikologie

Struktur

Der Lehrstuhl für Toxikologie bildet zusammen mit dem Lehrstuhl für Pharmakologie (Prof. Lohse) das Institut für Pharmakologie und Toxikologie. Das Institut verfügt über einen Hörsaal mit 300 Plätzen, zwei Kursräume, einen Seminarraum und eine Teilbibliothek. Neben den Forschungslaboratorien besteht ein Kontrollbereich für die Arbeit mit höheren Aktivitäten von radioaktiven Isotopen. Ein Rechnerraum für die Studierenden (CIP-Pool der Medizinischen Fakultät) sowie Werkstätten sind im Hause ebenfalls vorhanden.

Am Lehrstuhl für Toxikologie arbeiten etwa 50 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Forschung und Lehre werden getragen von derzeit 4 Arbeitsgruppen, geleitet von der Universitätsprofessorin Dr. Helga Stopper, dem apl. Professor Dr. Wolfgang Dekant, der apl. Professorin Dr. Angela Mally und von Dr. Henning Hintzsche.  Unterstützt durch technische Assistenz bewältigen Postdocs und Doktoranden mit Abschluss in Chemie, Lebensmittelchemie, Biologie, Pharmazie und Medizin unsere Forschungsarbeiten.


Forschungsschwerpunkte

Chemische Kanzerogenese

Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt auf der Abklärung des Wirkmechanismus von mutagenen und kanzerogenen Stoffen, mit dem Ziel einer mechanistisch gestützten Risikoabschätzung für chemisch induzierte Krebserkrankungen beim Menschen. Wir untersuchen Kinetik und Metabolismus von Fremdstoffen in vitro, in Zellen, an Maus und Ratte, sowie beim Menschen, unter besonderer Berücksichtigung der Biotransformation zu chemisch reaktiven Intermediaten und deren Detoxifizierung. Als Wirkmechanismen in der Kanzerogenese bearbeiten wir einerseits Gentoxizität durch kovalente Bindung an DNA, Induktion von DNA-Schäden aller Art (siehe Abbildungen) und Auslösung von Mutationen, andererseits epigenetische Mechanismen wie DNA Methylierung und Histon Acetylierung, Störungen der hormonellen Homöostase, des Zellzyklus und der Differenzierung.

   
„Comet assay“ Erbsubstanz wandert nach Schädigung aus dem Zellkern (Head) hinaus und bildet eine Art Kometenschweif (Tail).


Durch Schädigung der Erbsubstanz bilden sich bei der Zellteilung neben den zwei Tochterkernen weitere DNA-haltige Fragmente (als “Mikrokern” in der Zelle in der Mitte erkennbar)

Biomarker

Ein zweiter Schwerpunkt am Lehrstuhl sind Biomarker für Exposition, für toxische Effekte und individuelle Empfindlichkeit. Als Biomarker für Exposition verfolgen wir hauptsächlich die Ausscheidung von Stoffen und Metaboliten im Urin und analysieren Genomschäden, beispielsweise in Blutzellen. Frühe molekulare und zelluläre Veränderungen in Niere und Leber sollen eine Voraussage einer chronischen Toxizität sowie idiosynkratischer Arzneimittelreaktionen erlauben. Als Biomarker der Empfindlichkeit dient die Erfassung individueller Unterschiede im Metabolismus aufgrund genetischer Polymorphismen, Inhibition oder Induktion der beteiligten Enzyme.  

Alternativmethoden

Ein weiteres Ziel besteht darin, im Hinblick auf die Sicherheitsprüfung von Chemikalien den Übergang von Toxizitätsprüfungen am Tier  mit eingeschränkter Vorhersagekraft für Risiken beim Menschen hinzu tierversuchsfreien Methoden zu beschleunigen. Dazu werden mechanistische Endpunkte in geeigneten in vitro Systemen identifiziert und ihre Prädiktivität für toxische Wirkungen beim Menschen untersucht.

Risikoabschätzung

Um die für niedrige Belastungen des Menschen notwendigen Extrapolationen biologisch sinnvoll durchführen zu können, muss der toxische Wirkungsmechanismus bekannt sein. Extrapolationen sind erforderlich vom experimentellen Ansatz (in Zellkultur, an Maus oder Ratte) auf den Menschen, von hoher zu niedriger Dosis, vom reproduzierbaren, homogenen Versuchsansatz auf die Heterogenität in der menschlichen Population. Statistische und modellgestützte Analysen der Dosis-Wirkungsbeziehung und von Gemischeffekten ergänzen unsere experimentellen Befunde. 

Untersuchte Stoffe

Die am Lehrstuhl untersuchten Stoffe stammen aus allen möglichen Bereichen. Für Arbeitsplatz und Umwelt seien als Beispiele genannt: aromatische Kohlenwasserstoffe und Heterozyklen, aromatische Amine, Nitroaromaten, chlorierte und fluorierte Verbindungen, Bestandteile von Polymerprodukten. Aus dem Bereich Ernährung werden Mykotoxine (z.B. Ochratoxin A, Fumonisin B1), bei Erwärmung gebildete Stoffe (Acrylamid, Furan), sowie Phytoestrogene untersucht. Im Arzneimittelbereich liegt das Schwergewicht auf denjenigen Stoffen, bei denen unerwünschte Wirkungen gehäuft im Zusammenhang mit pharmakogenetischen Unterschieden und/oder Enzyminhibition auftreten, sowie Stoffen, die in seltenen Fällen idiosynkratische Leberreaktionen hervorrufen. Auch endogene Stoffe (z.B. Insulin) und unvermeidliche Prozesse, die zu spontanen Mutationen und Krebs beitragen, werden als Basis für die Beurteilung einer zusätzlichen exogenen Belastung durch ein Mutagen untersucht. Hier steht der oxidative Stress im Vordergrund unserer Fragestellungen. 


Lehre und Beratung

Der Lehrstuhl bildet Studierende der Medizin, Zahnmedizin, Biomedizin, Pharmazie und Biologie im Fach Toxikologie aus und beteiligt sich an der Lehre in allgemeiner und systematischer Pharmakologie. Für Chemiker ist die Vorlesung "Rechtskunde und Toxikologie für Chemiker" als Nachweis der Sachkunde gemäß Chemikalienverbotsverordnung anerkannt. Prof. Stopper ist Sprecherin der Klasse Biomedizin der Graduiertenschule der Universität. Die Dozenten sind an Kursen beteiligt, die von der Gesellschaft für Toxikologie in der DGPT für die Nachdiplomausbildung zum Fachtoxikologen DGPT und EUROTOX angeboten werden. Das Institut ist zur Weiterbildung zum Fachapotheker für Toxikologie und Ökologie ermächtigt.

Mitarbeit in nationalen und internationalen Gremien sowie Beratung von Parlamenten und Behörden gehören ebenfalls zu den wichtigen Aufgaben in unserem Fach. Zusammenarbeit mit der chemischen und pharmazeutischen Industrie besteht sowohl durch Gutachten als auch durch experimentelle Untersuchungen komplexer toxikologischer Fragestellungen.


Tätigkeit in Gremien

Prof. Dr. W. Dekant ist Mitglied des Leitungsgremiums der DGPT, Mitglied der European Food Safety Authority (EFSA), Mitglied des Scientific Committee on Health and Environmental Risks (SCHER)  und als Gutachter für die Europäische Union tätig.

Prof. Dr. H. Stopper leitet die Programmkommission der Deutschen Gesellschaft für Toxikologie (GT).

Prof. Dr. A. Mally ist Mitglied in der BfR-Kommission für Kontaminanten und andere gesundheitlich unerwünschte Stoffe in der Lebensmittelkette.

 


Ehrungen

Prof. Dr. H. Stopper wurde 1996 mit dem "Young Scientist Award" der European Environmental Mutagen Society ausgezeichnet, erhielt 1999 den Preis des Zonta-Clubs Würzburg für Leistungen einer Naturwissenschaftlerin, 2001 den Bernd Tersteegen Preis für Forschungsarbeiten zum Thema Genomschäden bei Nierenerkrankungen und 2002 die Auszeichnung "Pro Meritis Scientiae et Litterarum" des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst. 2015 erhielt sie den Preis der Gesellschaft für Umwelt-Mutationsforschung (GUM) für Verdienste um die Mutationsforschung und die GUM.

 

Prof. Dr. A. Mally erhielt 2005 das Münchner Mykotoxinstipendium zur Förderung von Forschung und Fortbildung auf dem Gebiet der Mykotoxinforschung, vergeben durch die Gesellschaft für Mykotoxinforschung e.V. und wurde 2006  mit dem Nachwuchspreis Toxikologie der Deutschen Gesellschaft für Pharmakologie und Toxikologie (DGPT) und 2008 als Finalist beim LRI/EUROTOX Innovative Science Award ausgezeichnet.

 

 

Dr. N. Schupp erhielt 2007 den Fritz-Wörwag-Nachwuchs-Förder-Preis für ihre Arbeiten zu der protektiven Wirkung von Vitamin B1.

Dr. H. Hintzsche wurde von 2009 bis 2011 durch ein Stipendium des Elite-Netzwerks Bayern gefördert. Er erhielt 2011 den Platform Competition Award der Bioelectromagnetics Society, 2011 den Young Scientists Award der Microwawe Applications Society of India, und 2012 den Preis für junge Wissenschaftler der Gesellschaft für Umwelt-Mutationsforschung.