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Research unit
SFOPH
Project number
06.004619
Project title
Toxikologische Beurteilung der Kanzerogenität von Furan Teil 3: Metabolitenprofil und Charakteristik der Gentoxizität

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Project aims
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Abstract
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Transfer and application
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Publications / Results
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Inserted texts


CategoryText
Key words
(German)
Furan, Biomarker, Gentoxizität, cis-2-Buten-1,4-dial , Metabolismus
Short description
(German)
Der Furanmetabolit Butendial hat zwei reaktive Zentren. Bezüglich Gentoxizität eröffnet dies die Möglichkeit von Vernetzungen innerhalb eines DNA-Stranges, zwischen den beiden DNA-Strängen und zwischen DNA und Chromatinprotein. Für die Analyse von DNA Addukten bedeutet dies, dass der enzymatische Abbau der DNA keine vollständige Ausbeute an Nukleotiden ergeben kann, so dass diese Analyse nicht als quantitatives Maß der DNA-Schädigung genutzt werden kann. Für die Frage der Gefährlichkeit der Reaktionsprodukte bedeutet dies, dass mit der Bildung von Doppelstrangbrüchen gerechnet werden muss, d.h. mit einer Art der Gentoxizität, die wegen schlechter Reparierbarkeit als besonders gefährlich gilt.
Die im Urin ausgeschiedenen Metaboliten basieren nur zum Teil auf der Reaktion von Butendial mit Thiolgruppen. Viele Produkte stammen aus der Reaktion der Aldehydgruppen mit Aminogruppen. Die gebildeten Schiff'sche Basen als erste Reaktionsprodukte sind reversibel. Eine Hydrolyse und Freisetzung der Aldehydgruppe ist möglich. Addukte von Butendial mit den Aminogruppen von Glutathion könnten in Hepatozyten gebildet werden, an einen anderen Ort diffundieren oder transportiert werden, dort wieder zerfallen und mit anderen Nukleophilen, auch in DNA, neue Addukte bilden (Gallengangtumore).
Hohe Dosen von Furan führen bei Ratten im Urin zu einer Reihe von Metaboliten. Untersucht werden soll deren Dosis- und Speziesabhängigkeit (Ratte / Maus)
Project aims
(German)
Klären der Frage, ob bei der Gentoxizität des kritischen Furan-Metaboliten cis-2-Buten-1,4-dial Doppelstrangbrüche und Glutathionaddukte eine wichtige Rolle spielen. Weiterhin sollen die Arbeiten beitragen, die Dosis- und Speziesabhängigkeit der verschiedenen Metabolite von Furan zu klären.
Abstract
(German)

Die Charakterisierung der Furan-Metaboliten im Rattenurin wurde vervollständigt und ein überarbeitetes Manuskript am 30.11.2007 bei Chemical Research in Toxicology zur Publikation eingereicht (siehe unten). Sieben in einem Hochdosis-Versuch (40 mg/kg KG) identifizierte Metaboliten im Rattenurin konnten auch in gepoolten Urinresten verschiedener tieferer Dosisgruppen gemessen werden. Die Dosisabhängigkeit der Metaboliten konnte beschrieben werden. Die in der höchsten Konzentration ausgeschiedene bzw. am empfindlichsten zu messende Verbindung zeigte bezüglich der Dosisabhängigkeit praktisch Linearität, mit einem Hintergrund in der Kontrollgruppe.

Die Untersuchungen zum Ames-Test wurden abgeschlossen. Die in der Literatur beschriebene signifikante Mutagenität von Butendial (BDA) konnte nicht bestätigt werden. Zur Absicherung des negativen Befundes wurden mit Hilfe der NMR-Spektroskopie der Verlauf und die Vollständigkeit der Hydrolyse des Vorläufers 2,5-Diacetoxy-2,5-dihydrofuran zu cis-2-Buten-1,4-dial überprüft. Es konnte gezeigt werden, dass die Umsetzung zum Zeitpunkt der Zugabe zu den Ames-Bakterien >98% war.

BDA wurde weiterhin auf Gentoxizität in folgenden Testsystemen geprüft: L5178Y Maus Lymphoma Zellen mittels Kometassay, Micronucleus Test, und dem Maus Lymphoma Thymidinkinase Genemutationsassay (0, 6.25, 12.5, 25, 50, and 100 µM). Die Zytotoxizität war beachtlich, bei 50 µM war die Zellviabilität auf 50% reduziert. Bis 25 µM war die Zellviabilität gut (>90 %) und sowohl der Kometassay als auch Thymidinkinase Mutationen waren erhöht gegenüber der Kontrolle. Weiterhin wurde das Potential von BDA zur Bildung von DNA-crosslinks untersucht. Es konnte kein solches Potential festgestellt werden.

Transfer and application
(German)
Diese Befunde werden die Grundlagen für eine Risikobewertung verbessern
Publications / Results
(German)

In Vorbereitung: Genotoxicity and mutagenicity of the furan metabolite cis-2-butene-1,4-dial in L5178Y mouse lymphoma cells

Eingereicht bei “Chemical Research in Toxicology: Biomarkers of Furan Exposure by Metabolic Profiling of Rat Urine with LC-Tandem Mass Spectrometry and Principal Component Analysis