Forschung: Gesundheitliche Auswirkungen von Kunststoffteilchen auf den Menschen

Das Ziel des neuen europäis­chen Forschungsver­bunds Plas­tics­FatE ist es, die Wirkun­gen von Kun­st­stoffteilchen auf den men­schlichen Organ­is­mus zu erforschen und eine gesund­heit­spoli­tis­che Strate­gie für die Bew­er­tung der daraus resul­tieren­den Risiken zu entwick­eln. Die Uni­ver­sität Bayreuth sowie 26 weit­ere Uni­ver­sitäten, Insti­tute und Organ­i­sa­tio­nen aus zehn EU-Mit­glied­slän­dern beteili­gen sich an dem Pro­jekt. Die Europäis­che Union fördert das auf vier Jahre angelegte Vorhaben mit rund sechs Mil­lio­nen Euro, auf die Uni­ver­sität Bayreuth ent­fall­en dabei mehr als 465.000 Euro. Bei ein­er virtuellen Kick-Off-Ver­anstal­tung der Part­ner fiel heute am 28. April 2021 der Startschuss für das Projekt.
Plas­tics­FatE ist das erste europäis­che Forschung­spro­jekt, das sich sys­tem­a­tisch mit den für die men­schliche Gesund­heit rel­e­van­ten Auswirkun­gen von Kun­st­stoff­par­tikeln befasst. Der Name ste­ht für „Plas­tics Fate and Effects in the human body“. Die Forschungspart­ner wer­den Kun­st­stoffteilchen ver­schieden­er Größenord­nun­gen in ihre Unter­suchun­gen ein­beziehen: Mikro­plas­tik-Par­tikel, die klein­er als fünf Mil­lime­ter sind, und die noch winzigeren Nanoplas­tik-Par­tikel, die klein­er als ein Zehn­tausend­s­tel Mil­lime­ter (100 Nanome­ter) sind. Darüber hin­aus wollen sie die gesund­heitlichen Fol­gen von Zusatzstof­fen iden­ti­fizieren, die den Kun­st­stof­fen bei ihrer indus­triellen Her­stel­lung beige­mengt wer­den, und eben­so die Wirkun­gen von Plas­tik­teilchen, auf deren Ober­fläche sich in der Umwelt Schad­stoffe ange­lagert haben. Mit dem Ziel, ein ver­tieftes und dif­feren­ziertes wis­senschaftlich­es Ver­ständ­nis der gesund­heitlichen Fol­gen von Plas­tik­teilchen zu erar­beit­en, wer­den Meth­o­d­en und Forschung­stech­nolo­gien aus den Natur‑, Umwelt‑, Gesund­heits- und Sozial­wis­senschaften in dem neuen Ver­bund zusammengeführt.

„Derzeit ist unser Ken­nt­nis­stand hin­sichtlich der gesund­heitlichen Auswirkun­gen von Mikro- und Nanoplas­tik noch sehr begren­zt – nicht zulet­zt deshalb, weil Meth­o­d­en zum Nach­weis kle­in­ster Kun­st­stoff­par­tikel in men­schlichen Geweben ger­ade erst entwick­elt wer­den. Eine zen­trale Auf­gabe des neuen Forschungsver­bunds ist es deshalb, ein umfassendes Mess- und Test­pro­gramm aufzubauen, mit dem wir die heute ver­füg­baren Meth­o­d­en prüfen und sie im Hin­blick auf ihre Leis­tungs­fähigkeit für die Mikro- und Nanoplas­tik­forschung gezielt verbessern können.“
— Prof. Dr. Chris­t­ian Laforsch

Im Fokus der Bayreuther Forschung: Aufnahmewege, Umwelteinflüsse, Transportwege im Organismus

Die Forschungsar­beit­en an der Uni­ver­sität Bayreuth befassen sich ins­beson­dere mit der Frage, über welche Auf­nah­mewege und in welchen Men­gen Kun­st­stoffteilchen in den men­schlichen Organ­is­mus gelan­gen. Dies kann über unter­schiedlich­ste Lebens­mit­tel, beispiel­sweise Gemüse, Obst, Getränke oder Fisch, aber auch durch Kos­meti­ka oder über die Atem­luft geschehen. Darüber hin­aus sollen die Auswirkun­gen der Kun­st­stoff­par­tikel auf den Men­schen unter­sucht wer­den. „In Mod­ell­sys­te­men wer­den wir analysieren, wie Mikro- und Nanopar­tikel von men­schlichen Zellen aufgenom­men, inner­halb der Zellen trans­portiert und ins umliegende Gewebe weit­ergegeben wer­den. Ein dabei nicht zu unter­schätzen­der Aspekt sind Umwel­te­in­flüsse, welche die Eigen­schaften der Par­tikel verän­dern und ihnen so den Weg in die men­schlichen Zellen erle­ichtern kön­nen“, sagt Pro­jekt-Mitar­bei­t­erin Anja Ramsperg­er M.Sc., die zusam­men mit einem Bayreuther Team bere­its zu wichti­gen neuen Erken­nt­nis­sen in dieser Frage gelangt ist (Sci­ence Advances, 2020, DOI: 10.1126/sciadv.abd1211).
Die Bayreuther Forscher*innen wer­den nicht nur mit herkömm­lichen zwei­di­men­sion­alen Zel­lkul­turen arbeit­en, in denen sich die Zellen auf ein­er Glas- oder Kun­st­stoff­fläche ver­mehren. Es sollen neuar­tige drei­di­men­sion­ale Zel­lkul­turen und Gewebe­mod­elle zum Ein­satz kom­men, die es ermöglichen, die Auswirkun­gen der Par­tikel – beispiel­sweise im Magen-Darm-Trakt oder in den Atmung­sor­ga­nen – real­itäts­ge­treu zu simulieren. „Mit diesen Forschung­stech­niken wer­den wir auch neue Erken­nt­nisse darüber gewin­nen kön­nen, wie lange die Par­tikel im Zell­gewebe verbleiben und welche möglichen Auswirkun­gen während län­ger­er Zeiträume von ihnen aus­ge­hen kön­nen“, sagt Ramsperger.

Ein neues Konzept zur Risikobewertung

Die in den kom­menden Jahren gewonnenen Erken­nt­nisse wollen die an Plas­tics­FatE beteiligten Forschungspart­ner nutzen, um ein wis­senschaftlich fundiertes Konzept zur Risikobe­w­er­tung von Mikro- und Nanoplas­tik in Bezug auf den Men­schen zu entwick­eln. Dieses Konzept berück­sichtigt erst­mals umfassend die wach­sende Ver­bre­itung von Mikro- und Nanoplas­tik in der men­schlichen Umwelt und die daraus resul­tieren­den Wege, auf denen sie in den men­schlichen Organ­is­mus gelangen.
„Die Forschungsergeb­nisse sollen uns in die Lage ver­set­zen, den Ver­ant­wortlichen in Poli­tik und Wirtschaft gut begrün­dete Hand­lungsempfehlun­gen zu geben, die zum gesund­heitlichen Schutz der Men­schen beitra­gen – sowohl inner­halb der EU als auch auf glob­aler Ebene“, betont Laforsch, der an der Uni­ver­sität Bayreuth auch den DFG-Son­der­forschungs­bere­ich „Mikro­plas­tik“ leitet.