Geförderte Projekte

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Ausschreibungsergebnisse nach Instrumenten / Programmlinien

Bei Inhaltlichen Fragen zu Projekten wenden Sie sich bitte an den Bedarfsträgervertreter des BMLV:

Bundesministerium für Landesverteidigung
Abteilung Wissenschaft, Forschung und Entwicklung
Referat Nationale Sicherheits- und Verteidigungsforschung 

Mag. Dr. Adelheid Obwaller
Roßauer Lände 1
A-1090 Wien 
verteidigungsforschung(at)bmlv.gv.at

BodyTox 2.0: Simulation von Neurotoxin Toxizität via Hautaufnahmeroute mittels einem Body-on-a-Chip-Verfahrens

|   Call 2021

Das FORTE Kooperationsprojekt BodyTox widmet sich einem Body-on-a-chip Verfahren zur effektiveren Risikoabschätzung von chemischen Kampfstoffen (Neurotoxinen) anhand ihrer Toxizität, Expositionsdauer und Penetrationseigenschaften von Nervenkampfstoffen. Zur Umsetzung des Projektes werden 3D Organoid Gewebemodellen verschiedenster menschlicher Organe mit Mikrofluidik und Biosensorik Technologien zur automatisierten Analyse potenzieller Kampf- und Gefahrenstoffe über die Hautaufnahmeroute entwickelt.

Trotz umfassender internationaler Abkommen und eines Verifikationsregimes zur Kontrolle der Produktion und des Einsatzes von chemischen Kampfstoffen, dazu zählt auch die Gruppe der Nervenkampfstoffe- (GA, GB, GD, GF und VX), stellen diese noch immer ein nicht zu unterschätzendes Bedrohungspotential durch die Eintrittswahrscheinlichkeit von terroristischen Szenarien dar. Begründet ist diese Annahme durch die Proliferation von Materialien und relativ einfachen chemischen Technologien zur Herstellung. Einheitliche Lang- und Kurzzeitstudien zur Aufnahme und Toxizität von Kampfstoffen fehlen größtenteils, was eine sichere Risikoabschätzung anhand der vorhandenen heterogenen Datenlandschaft äußerst schwierig gestaltet. Es sind zwar Daten und auch Zusammenstellungen zur Risikoabschätzung verfügbar, allerdings basierend auf Studien aus den 1950er Jahren mit dem Versuch vor allem Expositionsgrenzwerte für Haut- und Luftexposition festzusetzen. Für viele Kampfstoffe gibt es zur Hautexposition keine oder ungenaue Angaben, Grenzwerte sind oft mit Gramm/Person (englisch: gram/man) angeführt, was sehr ungenau und variabel ist. Um die Risiken nach einem Einsatz von Nervenkampfstoffen zu beurteilen, ist es jedoch erforderlich, verlässliche Daten über die toxikologischen Eigenschaften zu besitzen. In der zugänglichen Literatur sind die Angaben dazu oftmals widersprüchlich oder nach wissenschaftlichen Kriterien nicht oder nur teilweise überprüfbar. Außerdem basieren nur die wenigsten Daten auf Humanzellversuchen bzw. auf medizinischen Untersuchungen nach Unfällen. Ein wichtiger Parameter zur Nervenkampfstofftoxizität ist die Cholinesteraseaktivität (ChE), wobei auch hier die Datenlage dünn ist und die Grenzwerte stark variieren. Bei einer ChE Aktivitätsverminderung von 50-80% können erste Symptome auftreten. Diese Daten basieren ausschließlich auf eine einmalige Exposition und ignorieren kumulative Effekte niedrigerer Dosen, die über einen längeren Zeitraum auftreten (z.B. Kontamination von Ausrüstung und Gerätschaft). Das BodyTox 2.0 Konsortium wird den ersten ‚fit-for-purpose‘ Body-on-a-Chip für Neurotoxinstudien entwickeln, der durch die Integration von gasdichten Lab-on-a-chip Strategien und nicht-invasiver Mikrosensoren ein individuelles und nicht-invasives Organ-spezifisches Readout ermöglicht. Schon in unserer in 2019 für den Bedarfsträger auf dringliche Anfrage durchgeführte Machbarkeitsstudie zum Stand-der-Technik im Sektor ‚Body-on-a-Chip‘ konnten wir identifizieren, dass es bis dato keine Multigewebemodelle mit integriertem Fluidhandling und Mikrosensorik für Neurtoxizitätsstudien gibt. Durch die Zusammenführung der interdisziplinären Expertisen im Konstortium wird sich der in BodyTox 2.0 geplanter Body-on-a-Chip technologisch signifikant von den Stand-der-Technik Systemen abheben, da derzeit nur in Multigewebe-Chips für Kardiotoxizitätsstudien elektrochemische Sensorik verbaut wird.

Bundesministerium für Finanzen
Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft - FFG
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