Die Niere ist dabei besonders interessant, da sie für die Ausscheidung dieser und anderer Schwermetalle zuständig ist. Einmal aufgenommen, gelangen die Radionuklide auch zur Niere, um für die Ausscheidung weiterverarbeitet zu werden. Daher waren die Wechselwirkungen zwischen den Radionukliden und Nierenzellen der Fokus der Forschung. Während sich bisherige Forschungen auf die Anhäufung und Ausscheidung in Mensch und Tier konzentrierten, untersuchten die Forschenden die genauen Auswirkungen auf die Nierenzellen.
Metallaufnahme in Zellen
Im Fokus standen die Auswirkungen von Barium(II), Europium(III) und Uran(VI) auf die Nierenzellen von Ratte und Mensch in vitro. Das Forschungsteam nutzte eine Kombination aus zellkulturbasierten in-vitro-Assays und mikroskopischen sowie spektroskopischen Methoden. „Dies ermöglichte uns, die Zelllebensfähigkeit, die Mechanismen des Zelltods und die intrazelluläre Metallaufnahme der exponierten Zellen zu erforschen. Außerdem konnten wir damit die Speziation der Schwermetalle, also die Verteilung der verschiedenen chemischen Bindungsformen eines Elements innerhalb eines Systems, im Zellkulturmedium und innerhalb der Zellen bestimmen“, erklärt Dr. Anne Heller, TU Dresden.
Die Metallionen wurden spezifisch aufgrund ihrer Eigenschaften ausgewählt. Barium(II) ist ein ungefährlicher Ersatz für das radioaktive Radium(II), nicht radioaktives Europium(III) ist den radioaktiven Elementen Americium(III) und Curium(III) sehr ähnlich und lässt sich aufgrund seiner Lumineszenzeigenschaften hervorragend darstellen. Um weiter zu erforschen, in welchen chemischen Bindungsformen die Schwermetalle im Körper vorliegen, haben die Forschenden wässrige Metall-Lösungen zu den Zellen hinzugegeben.
Hierbei zeigte, dass sich die Zellmembran fragmentierte, sich Teile der Zelle ablösten oder die Zellen anschwollen – je nachdem, mit welchem Schwermetall Kontakt bestand. Dabei bindet sich Europium(III) vor allem an Phosphatgruppen und in geringer Konzentration formt sich ein Proteinkomplex. Es konnte zudem in granulären, vasikulären Bereichen in der Nähe des Zellkerns gefunden werden.
Quelle: idw
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