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Arzneimittel in aquatischen Umgebungen

Häufig verschriebene Arzneimittel finden sich im häufiger in Gewässern. Wissenschaftler haben die Auswirkungen davon auf die Gen- und Proteinexpression in einer Nicht-Ziel-Fischarten untersucht.
Arzneimittel in aquatischen Umgebungen
Wissenschaftler haben das EU-finanzierte Projekt "ERA4PHARM" initiiert, um drei der am häufigsten verwendeten Arzneimittel zu untersuchen, um deren genetische Auswirkungen und die molekularen Mechanismen von Beeinträchtigungen auf höherer Ebene zu evaluieren.

Forscher haben die langfristigen Auswirkungen von Acetaminophen (APAP, ein Analgetikum und Antipyretikum), Carbamazepin (CBZ, ein Antikonvulsant und Antidepressivum) und Atenolol (AT, ein Anti-Hypertonie-Mittel) bei einer einjährigen Goldbrasse (Sparus aurata) untersucht. Als Indikatoren der Auswirkungen haben sie Änderungen in der Gen- und Proteinexpression in Leber und Gehirn verwendet.

Die Exposition gegenüber allen Komposita in umweltrelevanten Konzentrationen produziert Änderungen in der Genexpression im Gehirn. Die größte Auswirkung wurde nach einer Exposition gegenüber CBZ, relativ nah gefolgt von APAP beobachtet, während bei einer AT-Exposition nur minimale Auswirkungen produziert wurden. Zudem waren, obgleich einige Differenzen gemeinsam waren, einige unterschiedlich, und haben daher potenzielle Biomarker der Exposition gegenüber spezifischen Arzneimitteln unterstützt.

Um den Änderungen in der Genexpression eine biologische Bedeutung zuzuweisen, wurde eine automatisierte Genanreicherungsanalyse ausgeführt. Die CBZ-Exposition wurde mit mehreren geänderten Funktionen assoziiert, einschließlich Glykosylierung (Zusatz von Zuckern zu Molekülen wie Proteinen), RNA-Stoffwechselprozesse und DNA-abhängige Transkription. Zudem sprachen Hinweise für eine Aktivität als endokriner Disruptor. APAP-Änderungen wurden mit der Epithelentwicklung und Morphogenese sowie mit Transkriptions- und RNA-Stoffwechselprozessen assoziiert. Des Weiteren wurden mehrere Ähnlichkeiten zwischen den Auswirkungen auf Brasse und denen auf Nagetiere und Menschen festgestellt, was auf einen hohen Grad an Konservierung der genetischen Ziele dieser Komponenten hinweist.

ERA4PHARM hat wichtige Informationen bezüglich der Auswirkungen häufig verwendeten Arzneimitteln auf die Gen- und Proteinexpression beigetragen und potenzielle Biomarker der Exposition gegenüber den unterschiedlichen Medikamenten aufgezeigt. Studien haben zudem die Möglichkeit hervorgehoben, aufgrund der hoch konservierten Genziele der Komponenten Brasse als Tiermodell für menschliche Auswirkungen zu verwenden. Die Daten unterstützten zudem weiter den vorherigen Nachweis, dass CBZ ein endokriner Disruptor ist.

Ingesamt haben die ERA4PHARM-Ergebnisse das vorhandene Wissen bezüglich der Auswirkungen gängiger Arzneimittel, die häufig in Gewässern gefunden werden, nur begrenzt, und sollten zukünftige Überwachungskampagnen für mehr Sicherheit ermöglichen.

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