Kombinationswirkungen umweltrelevanter Metallverbindungen in Lungenzellen

This project aims to investigate the genotoxicity of
environmentally relevant particulate nickel and cadmium
compounds in human lung cells as primary targets of
metal-induced carcinogenicity. Special focus will be given to
the question whether direct DNA damage or inhibition of DNA
repair processes causing enhancing effects with other DNA
damaging agents are predominant. In a first step, a sensitive
procedure to quantify DNA adducts of benzo[a]pyrene (B[a]P) was
established. This method is based on HPLC with fluorescence
detection and allows the specific and reproducible
quantification of 1 DNA-adduct of benzo[a]pyrene diol epoxide
(BPDE) per 108 base pairs in cultured cells. By this approach,
we demonstrated the dose-dependent generation of DNA lesions
and their repair in HeLa and A549 lung cells. The removal of DNA
adducts of BPDE was inhibited by both NiCl2 and NiO in the
non-cytotoxic concentration range. The results obtained so far
indicate that the repair inhibition by Ni(II) observed
previously also applies for lung cells and for both soluble and
insoluble nickel compounds.

Zusammenfassung

Gesamtziel des Vorhabens ist die Abklärung der Genotoxizität von
... mehrpartikulären, umweltrelevanten Nickel- und Cadmiumverbindungen
in menschlichen Lungenzellen als Zielzellen der
metallinduzierten Kanzerogenese. Insbesondere soll abgeklärt
werden, ob primäre gentoxische Effekte oder
DNA-Reparaturinhibitionen im Vordergrund stehen, die in der
Folge zu Wirkungsverstärkungen in Kombination mit anderen
DNA-schädigenden Agentien führen. Hierfür wurde zunächst ein auf
HPLC mit Fluoreszenzdetektion basierendes Testsystem zum
empfindlichen Nachweis von DNA-Schäden des Benzo[a]pyrens
(B[a]P) etabliert, welches nunmehr den spezifischen und
reproduzierbaren Nachweis von 1 DNA-Addukt des Benzo[a]pyren
7,8-diol 9,10-epoxids (BPDE) pro 108 Basenpaare in Kulturzellen
ermöglicht. Mit Hilfe dieses Testsystems wurde die
dosisabhängige Induktion der DNA-Schäden und ihre Reparatur in
HeLa- und A549-Zellen gezeigt. Die Entfernung der DNA-Läsionen
wurde sowohl durch NiCl2 als auch durch NiO in
nicht-cytotoxischen Konzentrationen gehemmt. Die bislang
erhaltenen Ergebnisse weisen darauf hin, daß die in Vorarbeiten
gezeigten Reparaturinhibitionen durch NiCl2 auch in Lungenzellen
zu beobachten sind und daß sowohl wasserlösliche als auch
weitgehend wasserunlösliche Nickelverbindungen inhibitorisch auf
die Nucleotid-Exzisionsreparatur wirken.