Laura-Fabienne Fröhlich

Doktorandin

Im Rahmen meines Promotionsprojektes untersuche ich die Rolle von Darmbakterien beim Abbau von umweltfremden Chemikalien wie Pestiziden und untersuche ihre Umwandlung. Diese sogenannte Biotransformation ändert nicht nur die Struktur eine Chemikalie, sondern auch ihre Eigenschaften wie Wasserlöslichkeit oder Giftigkeit. Diese Änderungen können nachteilige Auswirkungen auf die Darmbakterien oder gleich direkt auf den Menschen haben. Solche Veränderungen können sich negativ auf Darmbakterien oder direkt auf den Menschen auswirken. Insbesondere bei Chemikalien wie Medikamenten, die bewusst Kontakt mit dem menschlichen Körper haben, ist dies ein Hauptaugenmerk bei der Entwicklung. Die Aufnahme von Pestiziden über Nahrungsmittel ist einer der Hauptexpositionswege für den Menschen, aber gleichzeitig gibt es noch begrenzte veröffentlichte Daten zur Biotransformation beim Menschen für Pflanzenschutzmittel, weshalb mein Projekt sich vorrangig auf diese Klasse von Chemikalien konzentriert.

Untersuchungen zur präzisen Beschreibung oder sogar Vorhersage der Biotransformation gestalten sich aufgrund der Komplexität und Dynamik des Darmmikrobioms schwierig. Um diese Interaktion in zunehmend komplexen Modellen zu untersuchen, wurde für das MibiTox-Projekt ein schrittweiser Ablauf erstellt.

In enger Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern habe ich am Anfang das Projekt, die Auswahl der gesamten Test-Stoffe mit begleitet und dabei mögliche Transformationsprodukte mit Literaturrecherche gesammelt und mit in silico Algorithmen vorhergesagt. Im ersten Versuch habe ich in einem vereinfachten Modell mit menschlichen Darmbakterien (SIHUMIx, Simplified Human Gut Microbiome extended) die Transformationsprodukte von Pestiziden und Lebensmittelzusatzstoffen untersucht und mit diesen Daten verglichen. Das Abbauvermögen un die entstandenen Produkte werden demnächst veröffentlicht. Eine weitere Studie zu diesem Versuch betrachtet die Auswirkung der getesteten Chemikalien auf die Darmbakterien und wurde im Frontiers in Microbiology (DOI: 10.3389/fmicb.2024.1349367) veröffentlicht. Anschließende Versuche im Projekt sehen einen Vergleich mit einem in vivo Modell, wie Zebrafisch vor, um ebenfalls die Auswirkungen auf den gesamten Organismus betrachten zu können.

An dem Projekt MibiTox forscht ein interdisziplinäres PhD-Kolleg (ETOX, EAC, MOLTOX, AME, IMMU) und wird vom Themebereich Chemikalien in der Umwelt (CITE) finanziert.

Aktuellen Überblick von der europäischen Umweltbehörde EEA zum Thema Pestizide und Auswirkungen auf Umwelt und Mensch finden Sie hier (veröffentlicht April 2023, verfügbar nur auf Englisch).