Umwelt und Krankheiten

Jeden Tag sind wir Chemikalien in unserer Umwelt ausgesetzt: Verkehrsabgase, Pestizide, Haushaltsreiniger, etc. Am LCSB wollen wir verstehen, wie die Umwelt Gesundheit und Krankheit beeinflusst - aber das ist keine leichte Aufgabe! Die Umwelt ist unglaublich kompliziert: Mehr als 125 Millionen Chemikalien sind im größten Chemikalienregister gelistet und mehr als 70.000 werden alleine im Haushalt verwendet. Es erfordert eine Menge Detektivarbeit von unseren Wissenschaftlern, um zu verstehen, welche Chemikalien die "Guten" oder "Bösen" für eine bestimmte Krankheit sind.

Untersuchung der Wasserqualität in Luxembourg

Das Team von Ass. Prof. Emma Schymanski arbeitet mit der Wasserwirtschaftsverwaltung zusammen, um den Zustand der Luxemburgischen Flüssen zu analysieren. Dazu wird das Wasser sowohl auf bekannten Schadstoffe wie Pestizide und Pharmazeutika untersucht als auch auf bisher nicht gemeldete Chemikalien, die noch nicht von der EU überwacht werden. Jeden Monat nehmen die Forscher Proben an 10 verschiedenen Orten im ganzen Land. Mit der sogenannten hochauflösenden Massenspektrometrie können sie potenziell Tausende von Molekülen im Labor nachweisen. Die Chemikalien im Fluss können zum Beispiel von Landwirtschaft oder von der Stahlindustrie stammen. Aber wussten Sie, dass einige Chemikalien auch durch unsere Fäkalien in die Wasserströme gelangen? Wenn wir Medikamente einnehmen, werden Chemikalien in das Abwasser freigesetzt und gelangen schließlich auch in Flüsse und Grundwasser. Interessanterweise kann man sogar die Jahreszeit identifizieren, indem man nach solchen Chemikalien im Flusswasser sucht. Zum Beispiel sind Heuschnupfenmedikamente im Frühjahr häufiger zu detektieren, Antidepressiva dagegen eher im Herbst und Winter, Enteisungsmittel lässt sich im Winter nachweisen, während die Konzentration illegaler Drogen in den Wasserproben häufig an Wochenenden zunimmt. Ein Blick auf die Veränderungen von Chemikalien im Laufe des Jahres kann wichtige Informationen über deren Herkunft geben.

Das Team von Emma Schymanski hat kürzlich gemeinsam mit niederländischen und schweizerischen Kollegen gezeigt, wie mit hochauflösender Massenspektrometrie der Fluss organischer Schadstoffe durch das Grundwasser und in Flüssen verfolgt werden kann.

Unbekanntes entdecken

Obwohl Tausende von Molekülen in unserem Wasser nachgewiesen werden, ist die überwiegende Mehrheit davon noch unbekannt. Mit speziellen Computertechniken bemühen wir uns ständig, die Analyse der Proben zu verbessern damit wir mehr Chemikalien in unserer Umwelt oder beim Menschen, wie in Blut-, Urin- oder Haarproben, indentifizieren. Dies ist wichtig, um ihre Toxizität und die Ursachen für Krankheiten besser verstehen zu können.

Detektive bei der Arbeit

Die genauen Ursachen der Parkinson-Krankheit sind beispielsweise weitgehend unbekannt. Es wird vermutet, dass sie auf einer komplexen Kombination von Umwelt- und genetischen Faktoren beruhen. Außerdem dauert die Entwicklung von Krankheiten wie Parkinson oft mehrere Jahrzehnte. Daher ist es schwierig zu bestimmen, ob das Ausgesetztsein gegenüber einer Chemikalie bereits vor Jahrzehnten die Krankheit beeinflusst hat, wenn die zu analysierenden Proben erst heute dem Patienten entnommen werden können. Es ist, als würde man versuchen, die Nadel in einem Heuhaufen zu finden, die im Laufe der Zeit verrostet sein könnte! Jedoch sind unsere Experten mit hochpräzisen Analysen und computerbasierten Methoden für diese Aufgabe gut gerüstet.