P4: BIOANALYTISCHE UND METABOLOMISCHE MESSWERTE FÜR DIE TOXIKOLOGIE
In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich die Metabolomik zu einer ausgereiften und weithin anerkannten Disziplin in der lebenswissenschaftlichen Forschung entwickelt. Aufgrund ihrer Fähigkeit, den Phänotyp auf molekularer Ebene zu charakterisieren, kann die Metabolomik als die funktionalste Omik angesehen werden und spielt somit eine zentrale Rolle in der Systemtoxikologie. Sie ermöglicht auch die Untersuchung, wie die kleinen Moleküle, aus denen das Metabolom besteht, die Aktivität von vorgelagerten Biomolekülen wie Genen, Transkripten oder Proteinen regulieren können. Die hohe Empfindlichkeit der Metabolitenkonzentrationen gegenüber externen Einflüssen macht sie zu einem hervorragenden Indikator in vielen Szenarien der toxikologischen Risikobewertung.
Im Hinblick auf die Unterstützung der regulatorischen Toxikologie wurden vier wesentliche Stärken der Metabolomik hervorgehoben: a) Entdeckung toxikologischer Pfade und molekularer Schlüsselereignisse (KEs); b) direkte Messung des molekularen Phänotyps eines Systems, wodurch dessen Zusammenhang mit Adverse Outcome Pathways (AOP) hergestellt werden kann; c) Quantifizierung einer Chemikalie und Entdeckung ihrer metabolischen Biotransformationsprodukte in einer Zelle/einem Organismus (Toxikokinetik) und d) chemische Gruppierung von Substanzen auf der Grundlage ihrer induzierten phänotypischen Reaktionen.
Dieses Projekt nutzt die neuesten Fortschritte im analytischen Bereich, um toxikologische Fragen zu beantworten, die in den verschiedenen Forschungsbereichen des SCAHT aufgeworfen werden. Das Projekt unterstützt alle drei anderen großen SCAHT-Forschungsprojekte, wobei der Schwerpunkt auf dem erweiterten Profil von Signalmolekülen (Steroide, Endocannabinoide, Phosphoinositide), nicht zielgerichteten metabolomischen und lipidomischen Messwerten liegt. Darüber hinaus umfasst dieses Projekt auch die Entwicklung von Datenanalyse-Tools zur Bearbeitung komplexer Forschungsfragen, die beispielsweise multifaktorielle Designs oder die Integration mit anderen Omics erfordern.
Projektleitung: Isabel Meister, Julien Boccard, Serge Rudaz – Université de Genève