Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
Endokrine Disruptoren
Bewertung der endokrinen Wirksamkeit von Chemikalien
Endokrin wirksame Substanzen werden in der Öffentlichkeit als besonders bedrohlich wahrgenommen. Deshalb wird viel Energie darauf verwendet, endokrine Wirksamkeit zu definieren und Testverfahren darauf zu fokussieren, um hormonaktive Substanzen gesondert bewerten zu können. Sowohl die Pflanzenschutzmittelgesetzgebung (EC 1107/2009) als auch das Chemikalienrecht (REACH) fordern den Nachweis, ob eine Substanz endokrin wirken kann. Insbesondere die Einführung eines „Cut off“-Kriteriums für hormonaktive Substanzen in der EU-Richtlinie EC 1107/2009 unterstreicht die Relevanz des Themas für die Industrie.
Dabei liegt der Fokus im Umweltbereich vor allem auf den aquatischen Wirbeltieren. In Fischen werden vor allem sexualendokrine Mechanismen untersucht, während für Amphibien Auswirkungen auf Schilddrüsenhormone und die Metamorphose im Mittelpunkt stehen. An den Arbeiten zur Identifikation und Validierung populationsrelevanter und indikativer Endpunkte für sexualendokrine Wirkungen in Fischen, an der Entwicklung von in-vivo Testverfahren und Teststrategien waren und sind wir von Beginn maßgeblich beteiligt. So bieten wir von einfachen Fish Screening Tests bis zu Mehrgenerationenstudien mit unterschiedlichen Fischarten und für unterschiedliche Expositionsszenarien für jede Fragestellung (REACH, Pflanzenschutz) eine Lösung.
Ausgewählte Projekte
- Experimentelle Klärung regulatorisch relevanter Endpunkte in Abhängigkeit vom Wirkmechanismus bei der Entwicklung und Validierung eines Fish Full Life-Cycle (FLC)-Tests im OECD-Prüfrichtlinienprogramm (Projektbericht 2012)
- Charakterisierung endokrin vermittelter Wirkungen in Fischen: Relevante Parameter für die Entwicklung einer neuen OECD-Testmethode und die Anwendung in der gesetzlichen Umweltrisikobewertung (UBA-Projektbericht 2007)
Ausgewählte Publikationen
Teigeler, M., Schaudien, D., Böhmer, W., Länge, R., Schäfers, C.: Effects of the Gestagen Levonorgestrel in a Life Cycle Test with Zebrafish (Danio rerio). Environmental Toxicology and Chemistry, 2021 Feb 4, DOI: 10.1002/etc.5008.
Duis, K., Scheider, J., Warnecke, D., Veen, A. van der, Coors, A., Knacker, T. Schäfers, C.:
Substances of very high concern under REACH – an evaluation of uncertainties in the environmental risk assessment of endocrine active substances. Texte - Umweltbundesamt, 37/2014, 190 pp. ISSN 1862-4804 (Download)
Schiller, V., Zhang, X., Hecker, M., Schäfers, C., Fischer, R., Fenske, M.:
Species-specific considerations in using the fish embryo test as an alternative to identify endocrine disruption. Aquatic Toxicology 155 (2014) 62–72 (DOI: 10.1016/j.aquatox.2014.06.005)
Schäfers, C.:
Ecological approaches to aquatic ecotoxicology challenged by the needs of risk assessment. Fraunhofer IME (Hrsg.), Fraunhofer Verlag, Stuttgart (2013) 200 pp., ISBN 978-3-8396-0542-4 (Download)
Schiller, V., Wichmann, A., Kriehuber, R., Schäfers, C., Fischer, R., Fenske, M.:
Transcriptome alterations in zebrafish embryos after exposure to environmental estrogens and anti-androgens can reveal endocrine disruption. Reproductive Toxicology 42 (2013) 210-223 (DOI: 10.1016/j.reprotox.2013.09.003)
Schiller, V., Wichmann, A., Kriehuber, R., Muth-Köhne, E., Giesy, J. P., Hecker, M., Fenske, M.:
Studying the effects of genistein on gene expression of fish embryos as an alternative testing approach for endocrine disruption. Comparative Biochemistry and Physiology. Part C: Toxicology & Pharmacology 157 (2013) No. 1: 41-53 (DOI: 10.1016/j.cbpc.2012.09.005)
Crane M, Groß M, Matthiessen P, Ankley G, Axford S, Bjerregaarde P, Brown R, Chapman P, Dorgeloh M, Galay-Burgosi M, Green J, Hazlerigg C, Janssen J, Lorenzen K, Parrott J, Rufli H, Schäfers C, Seki M, Stolzenberg HC, van der Hoeven N, Vethaak D, Winfield I, Zok S, Wheeler J:
Multi-Criteria Decision Analysis of Test Endpoints for Detecting Endocrine Active Substances in Fish Full Life Cycle Tests. Integrated Environmental Assessment and Management, 6 (3) (2010) 378-389 (DOI: 10.1002/ieam.43)
Knacker T, Boettcher M, Rufli H, Frische T, Stolzenberg HC, Teigeler M, Zok S, Braunbeck T, Schäfers C:
Environmental effect assessment for sexual-endocrine disrupting chemicals – fish testing strategy. Integrated Environmental Assessment and Management , Vol 6 (4) (2010) 653-662 (DOI: 10.1002/ieam.92)
Schäfers C, Frische T, Stolzenberg H.-C., Weyers A, Zok S, Knacker T:
Zur Entwicklung einer Prüfstrategie auf sexual-endokrine Wirksamkeit einer chemischen Substanz bei Fischen. Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung 20 (2009) 229-233. (DOI: 10.1007/s12302-008-0014-4)
Schäfers C, Teigeler M, Wenzel A, Maack G, Fenske M, Segner H:
Concentration- and time-dependent effects of the synthetic estrogen, 17a-ethynylestradiol, on reproductive capabilities of the zebrafish, Danio rerio. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 70 (2007) 768-779. (DOI: 10.1080/15287390701236470)
Fenske M, Maack G, Schäfers C, Segner H:
An environmentally relevant concentration of estrogen induces arrest of male gonad development in zebrafish, Danio rerio. Environmental Toxicology and chemistry 24 (5) (2005) 1088-1098. (DOI: 10.1897/04-096R1.1)
Schäfers C, Teigeler M:
Testen und Bewerten – eine Teststrategie für Fische. In: Umweltbundesamt (ed.) 3. Statusseminar “Chemikalien in der Umwelt mit Wirkung auf das endocrine System. Wissenschaftliche Grundlagen der Bewertung und Regulierung“. Fraunhofer IRB Verlag (2005) 105-115. ISBN 3-8167-6968-3 (Download)
Segner H, Caroll K, Fenske M, Janssen CR, Maack G, Pascoe D, Schäfers C, Vandenbergh GF, Watts M, Wenzel A:
Identification of endocrine-disrupting effects in aquatic vertebrates and invertebrates : report from the European IDEA project. Ecotoxicology and Environmental Safety 54 (2003) 302-314 (DOI: 10.1016/S0147-6513(02)00039-8)
Segner H, Navas JM, Schäfers C, Wenzel A:
Potencies of estrogenic compounds in in vitro screening assays and in life cycle tests with zebrafish in vivo. Ecotoxicology and Environmental Safety 54 (2003) 315-322 (DOI: 10.1016/S0147-6513(02)00040-4)