Aspiration toxicology of lamp oil and fluid fire starters studied by in vitro technology

• Forschungsstelle: BAG
• Projektnummer: 09.003488

Schlüsselwörter (Deutsch)

• Lamp oils
• Fluid fire starters
• Aspiration toxicology
• in vitro toxicity testing
• Particle deposition chamber
• Organotypic lung explant cultures
• Lung epithelial cell cultures
• Surfactant
• Captive bubble surfactometer

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die toxikologischen Mechanismen aspirierter Lampenöle bzw. Grillanzündern werden in vitro an organotypischen Lungenzellkulturen untersucht, welche strukturell und funktionell die in-vivo Komplexizität der Zielzellen nach Aspiration solcher Produkte reflektieren. Als Endpunkte der Toxizität werden die epitheliale Barrierefunktion, Zytotoxizität, Entzündungsmediatoren, Clearancefunktion der Zilien, Makrophagenclearance sowie Zell- und Gewebeintegrität erfasst. Die Wirkung der Substanzen auf die Funktionalität des Surfactant wird im Captive-Bubble-Surfactometer geprüft. Die Ergebnisse sollen eine wissenschaftliche Basis zur Beurteilung des Gefahrenpotentials von Lampenölen und Grillanzündern liefern.

Projektziele (Deutsch)

Lampenöle und flüssige Grillanzünder sind – wie die Unfallzahlen zeigen- trotz Einschränkungen für aspirationsgefährliche Chemikalien und europäischen Regelungen nach wie vor eine Gefahr, vor allem für Kleinkinder. Diese Produkte dringen aufgrund ihrer besonderen Fliesseigenschaften nach absichtlicher oder unabsichtlicher Einnahme rasch in die Atemwege ein und gelangen bis in die Lungenbläschen. Die Folgen sind schwere akute Lungenentzündungen, teilweise sogar mit Todesfolge. Befunde aus der Klinik und aus früheren Tierversuchen lassen darauf schliessen, dass sowohl der Surfactant als auch die Zellen der Lunge geschädigt werden. Das Gefahrenpotential der einzelnen Produkte ist abhängig von deren Zusammensetzung, wobei die Länge der Kohlenwasserstoffketten sowie die Flüchtigkeit der Inhaltsstoffe eine entscheidende Rolle spielen. Eine bessere Abklärung des Gefahrenpotentials solcher Stoffe und Produkte scheint sowohl bezüglich Gesundheitsschutz als auch hinsichtlich einer adäquaten Beurteilung und Einstufung der Aspirationsgefahr im neuen „Globally Harmonized System“ (GHS) dringend und unabdingbar.
Die vorliegende Studie hat zum Ziel, die toxikologischen Mechanismen aspirierter Lampenöle bzw. Grillanzündern aufzuklären. Im Sinne von 3R, „Refine, Reduce, Replace Animal Experiments“, kommen in dieser Studie State-of-the-Art in-vitro Technologien zur Anwendung. Dabei soll die Wirkung der Substanzen auf das Surfactant-System im sogenannten Captive-Bubble-Surfactometer geprüft werden, wo insbesondere die Funktionalität von Surfactant, d.h. die Fähigkeit der Oberflächenspannungsreduktion geprüft werden. Die Wirkung auf die Lungenzellen soll anhand von organotypischen Zellkulturen gezeigt werden, welche strukturell und funktionell die in-vivo Komplexizität der Zielzellen nach Aspiration solcher Produkte reflektieren.

Abstract (Französisch)

L’aspiration de substances comme certaines huiles lampantes peut s’avérer fatal pour des enfants, suivant les caractéristiques des produits ingérés. Il s’agit de mettre sur pieds des méthodes de tests afin de reconnaître au mieux les produits concernés afin de les contraindre à des mesures permettant de réduire les risques d’accidents. Ce projet étudie le comportement de différentes huiles et allume-feu sur les cellules des poumons, les changements anatomiques et les réactions intracellulaires qui peuvent se produire. De plus la fonctionnalité du surfactant est étudié afin de voir une éventuelle modification dans les caractéristiques de ce liquide en surface du poumon. Les méthodes de tests sont des méthodes in vitro et présente donc une méthodologie sans utilisation d’animaux.

Umsetzung und Anwendungen (Französisch)

Le développement de nouvelles méthodes de test ainsi que la caractérisation des risques concernant l‘aspiration permettent d’identifier les mécanismes impliqués. Des critères peuvent ainsi être défini au mieux pour analyser le risque d’aspiration. Les méthodes peuvent être proposé dans des instances internationales (OECD) et les critères peuvent permettre la classification correcte des produits concernés, avec la mise en place de mesures ciblées sur les produits pouvant potentiellement présenté un danger.

Weiteres Vorgehen (Französisch)

Les réactions cellulaires sont analysées plus en détails en fonction des résultats déjà acquis, notamment l’expression génique par l’analyse de l’ADN et l’ARN. Les réactions d’inflammation dans les cellules sont également investiguer plus en détails afin de déterminer les acteurs et les étapes clé dans la toxicologie par aspiration.

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

Le projet devrait se terminer par la publication d’un ou plusieurs articles scientifiques.