Tilbake til søkeresultatene

STIPINST-Stipendiatstillinger i instituttsektoren

Stipendiatstilling til NILU (2017-2020)

Tildelt: kr 3,3 mill.

I eksperimentell toksikologi, pågår det et paradigmeskifte mot økt bruk av in vitro modeller, i samsvar med 3 R prinsippet for å redusere, erstatte eller forbedre dyreforsøk. Det er viktig å utvikle nye, avanserte in vitro modeller, som vil kunne karakterisere fare og risiko raskere og billigere, sammenliknet med dyreforsøk, men fortsatt fremskaffe pålitelige resultater. Dette poengteres i reguleringer laget av EUs Registration, Evaluation, Authorization and restriction of Chemicals (REACH). In vitro modeller er tids- og kostnadseffektive, etisk gunstige, gir høyere gjennomstrømming av data og tillater bruk av humane celler. Dette kan bedre gjenspeile effekter i mennesker enn gnagermodeller. Det er dermed et behov for å utvikle mer avanserte in vitro modeller som bedre etterlikner in vivo situasjonen i mennesker. Standard in vitro modeller har typisk celler som vokser i to dimensjoner på en flat overflate, og har flere begrensinger. Denne arrangeringen av celler mangler kompleksiteten og den strukturelle koordineringen som sees in vivo, og har begrenset interaksjon og kommunikasjon mellom cellene. Organer og vev hos mennesker vokser ofte i tre dimensjoner. Dermed vil in vitro modeller der cellene vokser i 3 dimensjoner (3D) være mer representative for responser i mennesker og gi mer realistiske resultater for bruk i human risikovurdering, for å forebygge alvorlige helseskader eller sykdom etter miljøeksponering. Målet med dette PhD-prosjektet er å etablere avanserte humane 3D in vitro modeller til bruk for farekarakterisering av miljøgifter og nanomaterialer, og undersøke underforliggende mekanismer for toksisitet. Hovedfokus vil være på gentoksisitet, som er et kritisk endepunkt i all toksisitetstesting. Modellene ble sammenlignet med hverandre og med tradisjonelle in vitro-modeller, for å finne potensielle likheter og forskjeller mellom modellene. To ulike lungemodeller har blitt utviklet – en for nedre og en for øvre luftveier. For den første modellen, har humane lungeepitelceller blitt dyrket sammen med humane endotelceller og immunceller på begge sider av membraninnsatser. For den siste typen, har humane bronkieceller blitt dyrket sammen med endotelceller. Cellene har blitt dyrket på en luft-væske interfase, for bedre etterlikning av virkelige eksponeringsforhold. Eksponering for en aerosol av kjemikaler eller nanomaterialer ble utført i et tåke-eksponeringskammer (Vitrocell). Endepunkter som har blitt undersøkt er gentoksisitet og celleoverlevelse, samt betennelsesmarkører. Videre har det blitt etablert en 3D levermodell basert på humane HepG2 leverceller som ble dyrket hengende som sfæroider; en tettpakket sfæroidisk organisering av celler uten kontakt med en overflate, som medfører økt celle-til-celle-interaksjoner og -signalisering. Også denne modellen er vist kompatibel med å måle celleoverlevelse og gentoksisitet. Dette prosjektet har bidratt til ny kunnskap om avanserte in vitro lunge- og lever-modeller ved å anvende gentoksisitetstesting etter eksponering for kjemikalier og nanomaterialer. De avanserte modellene er lovende 3D-modeller for bruk i studier på gentoksisitet, som støtter fare- og risikovurdering av miljøgifter i samsvar med de 3 R’ene for neste generasjons risikovurdering.

This PhD project aimed to establish advanced human in vitro models to be applied for hazard characterization of environmental pollutants and nanomaterials (NMs), in compliance with the 3Rs to reduce, refine and replace the use of animals in toxicity testing. Models focused on were lung and liver, as inhalation via air is a main exposure route for humans to NMs and environmental pollutants. After inhalation, NMs and other pollutants are often taken up into blood and systemic circulation, and distributed to other organs. Of the NMs circulating in the bloodstream, more than 30% will be sequestered by the liver, making the liver an important target organ due to its role in the metabolism. Thus, for toxicity testing, it is important with reliable human in vitro models for both lung and liver. Toxicity testing was performed in the models for silver NMs, which are relevant for human exposure. This project has contributed to new knowledge on advanced in vitro lung and liver models by application of genotoxicity testing after chemical and nanomaterial exposures. Genotoxicity tests, well-known for use in 2D cultures, were for the first time applied on the advanced 3D models. These are important contributions to the development of advanced models as part of new advanced methodologies (NAMs). In future, NAMs may replace (some of) the use of in vivo experimentation. The advanced models are promising 3D models for use in genotoxicity studies and can support the hazard and risk assessment of environmental compounds in compliance with the 3R´s for next generation risk assessment (NGRA). This project has strengthened the collaboration between research institutions, on both national and international levels.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

STIPINST-Stipendiatstillinger i instituttsektoren

Finansieringskilder