Further development of test methods for hormonally active pharmaceuticals and other substances : final report / by Dr. Manfred Frey (Steinbeis Innovationszentrum Zellkulturtechnik, Mannheim), Finnian Freeling (TZW DVGW-Technologiezentrum Wasser, Karlsruhe) ; on behalf of the German Environment Agency ; edited by: Section IV 2.2 - Pharmaceuticals - Jean Bachmann

Abstract

We developed sensor cell lines to efficiently monitor rapid non-genomic signaling cascades influenced by environmentally relevant endocrine-active substances. These sensor cell lines were created by genetically modifying G-Protein coupled estrogen receptor (GPER1) expressing cells, essentially turning them into artificial fluorescent signalosomes. Sensor cells were equipped with reporter units allowing the monitoring of cellular cAMP or Ca2+ intracellular concentration changes. Using this sensor cell lines we developed fluorescence-based in vitro assays, enabling us to measure cAMP or Ca2+ modulation with high time resolution. We characterized the GPER1 sensor cells using both agonists and antagonist compounds. Our newly developed sensor cell-based in vitro assays were then employed to investigate potentially endocrine-disrupting compounds. Additionally, we used these assays to evaluate the influents and effluents from advanced purification units in wastewater treatment plants.

Sensorzelllinien wurden entwickelt, um rasche nicht-genomische Signalkaskaden zu monitoren, die durch umweltrelevante, endokrin aktive Substanzen moduliert werden. Zellen, die den G-Protein-gekoppelten Östrogenrezeptor (GPER1) exprimieren, wurden genetisch verändert, um als künstliche fluoreszierende Signalosomen zu fungieren. Die Sensorzellen wurden mit Reporter-Einheiten ausgestattet, die zeitaufgelöste Bestimmung intrazellulärer cAMP- oder Ca2+ Konzentrationsänderungen ermöglichen. Fluoreszenzbasierte in-vitro-Tests wurden unter Verwenden der neuen Sensorzellen entwickelt. Die GPER1-Sensorzellen wurden mit Hilfe von beschriebenen Agonisten und Antagonisten charakterisiert. Die neu entwickelten in-vitro-Tests wurden für die Untersuchung potenziell endokrin aktiver Einzelverbindungen sowie für die Untersuchung von möglichen schädigenden endokrinen Wirkpotentialen in Zu- und Abläufen der vierten Reinigungsstufe verschiedener Kläranlagen eingesetzt.