Humane Toxikokinetik von [13C4]-Furan und Untersuchung exogener und endogener Quellen der Hintergrundausscheidung potentieller Biomarker der Exposition als Basis für die Biomarker-basierte Expositionsabschätzung von Furan

• Antragstellerin: Professorin Dr. Angela Mally
• Fachliche Zuordnung: Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437639884

Für die Bewertung möglicher Gesundheitsrisiken von Furan in Lebensmitteln ist eine verlässliche Ermittlung der Exposition des Menschen essentiell. Die bisherige Expositionsabschätzung auf Basis der Konzentration von Furan in Lebensmitteln ist jedoch mit Unsicherheiten behaftet, weshalb Biomonitoring als alternativer bzw. oder komplementärer Methode eine besondere Bedeutung zukommt. Tierexperimentelle Studien zur Toxikokinetik von Furan an Ratten sowie erste Untersuchungen am Menschen unterstützen den Biomarker-basierten Ansatz als geeignete Methode zur Abschätzung der Aufnahme von Furan aus Nahrungsmitteln. Dabei scheint insbesondere das cyclische Glutathionaddukt des reaktiven Furan Metaboliten cis-Buten-1,4-dial (BDA), GSH-BDA, einen geeigneten Biomarker der Furan-Exposition darzustellen. Ein sowohl in Ratten als auch im Menschen beobachteter hoher Hintergrund in der Ausscheidung weiterer Furan-Metabolite stellt die Nutzung dieser Metabolite als Expositionsmarker dagegen in Frage. Die Quelle der Hintergrundbelastung (endogen vs. exogen) ist dabei nach wie vor unklar. Die Expositionsabschätzung mittels Bestimmung von GSH-BDA im Urin freiwilliger Probanden und Ausscheidungsraten von GSH-BDA in Ratten zeigt eine gute Übereinstimmung mit Expositionsabschätzung basierend auf Furan-Gehalten in Nahrungsmitteln und Verzehrgewohnheiten. Unsicherheiten in der Ermittlung täglicher Aufnahmemengen ergeben sich allerdings durch mögliche Spezies- und Geschlechtsunterschiede in der Exkretionsrate von GSH-BDA. Mit dem übergeordneten Ziel, die Abschätzung der Exposition gegenüber Furan aus Nahrungsmitteln mittels Biomarker-Monitoring weiter zu verbessern und bestehende Unsicherheiten zu adressieren, sollen im vorliegenden Forschungsvorhaben entscheidende Erkenntnisse gewonnen werden zur Toxikokinetik von Furan im Menschen, insbesondere im Hinblick auf Ausscheidungsraten und -kinetik der Furan-Metabolite, sowie zu möglichen endogenen und exogenen Quelle der Hintergrundbelastung. Nach oraler Aufnahme von [13C4]-Furan soll erstmals präzise der Zusammenhang zwischen externer Furan-Exposition und Ausscheidung Furan-abhängiger Metabolite im Menschen als Basis für die Biomarker-basierte Expositionsabschätzung ermittelt werden. Um exogene und endogene Ursachen für die hohe Hintergrundausscheidung einiger Furan-Metabolite in Versuchstieren und Menschen zu klären, wird ferner geprüft, ob Lysin-Addukte bzw. Lysin-Cystein Crosslinks von BDA im Tierfutter bzw. in ausgewählten Nahrungsmitteln in freier oder proteingebundener Form vorkommen und bei der simulierten Passage durch den Gastrointestinaltrakt freigesetzt werden oder in kultivierten Zellen im Rahmen endogener Prozesse bzw. durch 5´-Oxidation von Deoxyribose bzw. Lipidperoxidation gebildet werden. Es wird erwartet, dass die geplanten Untersuchungen eine wissenschaftlich fundierte Aussage über die Eignung der verschiedenen Furan-Metabolite als Biomarker der Exposition ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen