Anthropogene Chemikalien wie PFAS, Nanopartikel und Arzneimittel gelangen über Abwässer in Kläranlagen und bei unzureichender Entfernung in Gewässer oder Trinkwasser. Besonders potente „relevante Spurenstoffe“ gefährden aquatische Ökosysteme; Arzneimittel wie Ibuprofen oder Diclofenac zeigen akute bis chronische Toxizität gegenüber R. subcapitata und L. minor bereits in umweltrelevanten Konzentrationen, wobei Gemischwirkungen Einzelstoffeffekte übersteigen. Spurenkonzentrationen erschweren Target-Analytik (LC-MS/MS), Non-Target-Analytik ist probenaufwändig mit Fehlerrisiken. Toxikogenomik bietet als Lösung eine Kombination aus Ökotox-Tests und Transkriptomik, die molekulare Wirkungen erfasst, vielversprechend als biologische Non-Target-Methode für Spurenstoff-Monitoring.
Meine Doktorarbeit soll daher die genannten Herausforderungen gezielt angehen. Ich möchte die Eignung toxikogenomischer Methoden zur Erfassung molekularer Arzneimittelwirkungen als Spurenstoffe in Gewässern untersuchen und einen wirkmechanismus-sensitiven Monitoringansatz für Einzelsubstanzen, Mischungen und reale Wasserproben etablieren. Am Fraunhofer IME Schmallenberg kombiniere ich OECD-Tests (D. rerio Embryo, R. subcapitata) mit Transkriptomanalyse, tPOD-Berechnung und Bioinformatik, um Sensitivität, Wirkmechanismen und Substanzidentifikation bis in umweltrelevante Konzentrationen zu prüfen.