Institut für Anatomie

Forschung

Gruppe Geiser

Forschungsgebiet

Feinstaub in der Luft („Particulate Matter“, PM) ist eine der wichtigsten Ursachen für einen vorzeitigen Tod, insbesondere bei Personen mit bestehenden Lungenerkrankungen. Seit mehr als zehn Jahren zeigen epidemiologische und experimentelle Studien, dass Partikel als Feinstaub in der Luft zu Atemwegs- und Herz-Kreislauferkrankungen führen. Es ist hingegen noch kaum bekannt, welche Eigenschaften der Partikel die Gesundheitsschäden hervorrufen. Von besonderem Interesse sind Partikel, die kleiner sind als 1 Mikrometer (PM 1), da sie im ganzen Atemtrakt zu einem grossen Teil abgelagert werden.

In der gleichen Grössenordnung sind auch industriell hergestellte Nanopartikel (kleiner als 100 Nanometer). Diese Nanopartikel als Puder, Dispersion oder in Sprays sind mit einem bisher nicht bekannten Gesundheitsrisiko verbunden, da wenig bekannt ist, welche Gefahr für beiläufige Expositionen bei deren Produktion und Verarbeitung besteht.

Menschen mit chronischen Lungenerkrankungen wie allergisches Asthma, Cystische Fibrose (CF) oder chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) reagieren besonders empfindlich auf Feinstaub. Toxizitäts- und Sicherheitsprüfungen erfordern neben den Abklärungen im industriellen Bereich auch einer Abklärung bei den besonders gefährdeten Bevölkerungsgruppen, damit auch sie durch die gesetzlichen Bestimmungen geschützt sind.

Zusammen mit Forschungspartnern in der Schweiz (Fachhochschule Nordwestschweiz, Windisch; Paul Scherrer Institut, Villigen) und im Ausland (Universitäten Cambridge/UK und Miami/USA), haben wir ein spezielles in vitro Modellsystem entwickelt, um die Wirkungen von Feinstaub und industriell hergestellter Nanopartikeln auf gesundes und krankes Lungengewebe zu untersuchen. Dieses in vitro System besteht aus (i) einer Aerosol-Depositionskammer, welche die Ablagerung inhalierter Partikel in den Lungen simuliert (www.NACIVT.ch); (ii) komplexe Zellkulturen gesunder und kranker Lungen, welche die innere Oberfläche der Lunge nachahmen und (iii) eine Auswahl gesundheitsrelevanter Analysen wie z.B. Zytotoxizität.

Die Untersuchungen mit diesem System sollen zu einem besseren Verständnis des Toxizitätspotentials und der grundlegenden biologischen Mechanismen von eingeatmetem Feinstaub und industrieller Nanopartikel beitragen.

Neben der Toxizität der deponierten Partikel ist auch deren Clearance im Atemtrakt eines meiner Forschungsschwerpunkte: In der Lunge abgelagerte, Mikrometer grosse Partikel werden umgehend von der inneren Lungenoberfläche entfernt. In den grösseren Atemwegen mittels Mukoziliärtransport und Husten, in den Lungenbläschen mittels Fresszellen (Makrophagen). Das Entfernen von Nanopartikeln durch Makrophagen scheint anders und weniger wirksam zu sein, und wurde bisher in der kranken Lunge kaum untersucht. Wir untersuchen dies mittels quantitativer Morphologie (Stereologie) und Elektronenmikroskopie.

Master- und Doktorarbeiten

Master- and Doktorarbeiten für Studierende der Medizin, Biologie, Biochemie und Umweltwissenschaften mit Bachelor-, bzw. Masterabschluss. Für offene Stellen und Projektbeschreibungen M. Geiser direkt kontaktieren oder: