Exposome Austria & EIRENE: Forschung zum Einfluss von Schadstoffen auf die Gesundheit
Die meisten chronischen Erkrankungen werden durch frühkindliche Umwelteinflüsse ausgelöst. Um unter anderem diese Belastungen im frühen Kindesalter zu untersuchen, wird mit Umweltbundesamt-Beteiligung eine europäische Exposom-Forschungsinfrastruktur aufgebaut.
Mindestens 10.000 bis zu 100.000 Schad- und Fremdstoffen sind wir Menschen im Laufe unseres Lebens ausgesetzt. Wie sich diese Stoffe tatsächlich auf die Gesundheit auswirken, hängt dabei von zahlreichen Faktoren ab. In der Exposomforschung wird diesen nicht genetischen, externen Einflüssen sowie der toxischen Effekte, die sich aus der Kombination von Schadstoffen ergeben, auf den Grund gegangen. Um eine in Österreich bisher nicht vorhandene Infrastruktur für diese Art der Forschung zu errichten, wurde Anfang 2022 deshalb mit Beteiligung des Umweltbundesamts die "Exposome Austria“-Forschungsinfrastruktur an der Universität Wien als Teil der europäischen Forschungsinitiative EIRENE (Environmental Exposure Assessment in Europe) eingerichtet.
“Exposome Austria“: Infrastruktur für Exposomforschung
Das Projekt wird in Österreich mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums durchgeführt. Es nutzt dabei Grundlagen der seit 2007 erfolgreich operierenden österreichischen Human Biomonitoring-Plattform unter Leitung des Umweltbundesamts, das auch in diesem Projekt als stellvertretende Leitung maßgeblich beteiligt ist. Weitere Projektpartner:innen sind die Fakultät für Chemie der Universität Wien (Leitung), die Medizinischen Universitäten Wien und Innsbruck sowie weitere strategische Allianzen (BBMRI.at, eLTER, ISOtopic Solutions).
Zur nachhaltigen Gewährleistung der Umsetzung des Vorhabens, werden von den involvierten Forschungsinstituten sowohl finanzielle als auch In-kind Beiträge in Form von zusätzlichem Personal und modernsten Hochleistungsanalysensystemen zur Verfügung gestellt. Ferner werden bereits in der Planungsphase nationale Stakeholder:innen aus Industrie und dem öffentlichen Sektor eingebunden.
Neue Analyseansätze zur Minimierung kritischer Einflüsse
Erstmals sollen nun hochauflösende Analysemethoden, etwa die Massenspektrometrie und neue bioinformatische Verfahren zum Umgang mit Big Data, ermöglichen, die Exposition gegenüber Umwelteinflüssen umfassend zu erheben und auch die Wechselwirkungen systematisch zu untersuchen. Insbesondere sollen Schadstoffe, denen Kinder bereits im Mutterleib oder während der ersten Lebensjahre ausgesetzt sind, und ihre möglichen Auswirkungen im späteren Leben, systematisch untersucht werden. Auch bisher unbekannte kombinatorische Auswirkungen („Cocktail-Effekte“), die beim Zusammentreffen von verschiedenen Fremdstoffen wie Medikamenten oder Lebensmittelverunreinigungen im Körper auftreten können, werden durch die neu entwickelten Technologien greifbar.
Das langfristige Ziel der Forscher:innen ist es dabei, die Belastungen kritischer Einflüsse zu minimieren sowie personalisierte Prävention und die Verminderung des Auftretens chronischer Krankheiten zu unterstützen.
Nationale Anlaufstellen mit „Open Lab“-Infrastruktur
Im Rahmen von „Exposome Austria“ werden an der Universität Wien und der Medizinischen Universität Innsbruck zwei nationale Anlaufstellen mit „Open Lab„-Infrastruktur etabliert. Diese erfolgen in enger Kooperation mit bereits bestehenden Massenspektrometriezentren und Core Facilities, die zentrale, gemeinsam genutzte Ressourcen, sowie den Zugang zu Geräten, Technologien, Methoden, analytischen Services und Beratung zur Verfügung stellen. Eine weitere analytische Core Facility soll im Umweltbundesamt aufgebaut werden. Der Hauptfokus dieser Kompetenzzentren liegt dabei bei der Untersuchung von Harn, Blut, Nabelschnurblut, Muttermilch oder Plazentagewebe, aber auch Umweltproben. Dadurch können neben der Schadstoffbelastung auch die durch diese Schadstoffe ausgelösten biologischen Wirkungen und Krankheiten ganzheitlich und systematisch untersucht werden.
Langfristiges Ziel: Etablierung von Initiativen mit globaler Relevanz
Ein langfristiges Ziel stellt die erstmalige Etablierung einer Biobank für Neugeborene dar (Einlagerung von biologischen Proben nach der Geburt zur späteren Expositionsanalyse). Ergänzend werden Umwelt- und Biotaproben als Indikator für Umweltbelastungen herangezogen (Abwasserprobenbank zur Analyse von Expositionsmarkern auf Bevölkerungsebene und Biotaprobenbank zur Analyse von Umweltexposition). Diese Initiativen sind von globaler Relevanz und bringen eine Vielzahl an einzigartigen nationalen und internationalen Möglichkeiten mit sich. Dies beinhaltet auch Kooperationen mit führenden internationalen Forschern (Harvard, Yale, Columbia, Scripps, ERC- und Houska-Preisträgern etc.) und innovativen Spin-off Startups.
EIRENE: Eine europäische Forschungsinitiative
Die pan-europäische Research Infrastructure EIRENE (EnvIRonmental Exposure assessmeNt in Europe) ist eine Initiative zur Etablierung von Technologien der Exposomforschung sowie zum Ausbau und zur Bereitstellung einer nachhaltigen Forschungsinfrastruktur. Insgesamt sind rund 50 Forschungseinrichtungen aus 17 Ländern beteiligt. Ziel ist es, den Fortschritt der Exposomforschung in Europa zu ermöglichen, indem komplementäre, in den Mitgliedstaaten verfügbare Kapazitäten zusammengeführt, harmonisiert und modernisiert werden. So können aktuelle wissenschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen in den Bereichen Chemikalienbelastung und Bevölkerungsgesundheit begegnet werden.