Identifikation geeigneter Nachweismöglichkeiten von hormonaktiven und reproduktionstoxischen Wirkungen in aquatischen Ökosystemen
Tóm tắt
Hintergrund und Ziel Aus den Ergebnissen umfangreicher Forschungsprogramme, wie z. B. dem Schweizer Forschungsprojekt NFP50 „Hormonaktive Stoffe“ und deren Konsensplattformen zeigt sich ein zunehmender Handlungsbedarf hormonaktive Wirkungen in aquatischen Systemen nachweisen, bewerten und reduzieren zu können. Die EU-Strategie für endokrine Disruptoren beinhaltet als mittelfristige Maßnahmen die Beteiligung der „Organisation for Economic Co-operation and Development“ (OECD) durch die „Endocrine Disruptor Testing and Assessment Task Force“ (EDTA) und weitere Forschungsaktivitäten. Die Testverfahrensentwicklungen der OECD können erhebliche Beiträge zum Verständnis des Ausmaßes der endokrinen Disruption leisten, sofern diese auch auf Umweltproben angewendet und für Risikominderungsstrategien (z. B. Abwasserbehandlungen) eingesetzt werden. Ziel dieses Reviews ist es, eine Zusammenfassung und Bewertung von verfügbaren und in der Validierung befindlichen biologischen Testsystemen zu erstellen, mit denen Effekte hormonaktiver und reproduktionstoxischer Substanzen in Gewässern nachgewiesen werden können. Auf dieser Grundlage erfolgt eine Empfehlung einer ökotoxikologischen Testpalette, die es erlaubt, die unterschiedlichen Mechanismen der hormonaktiven Wirkungen und reproduktionsrelevanten Wirkungen zuverlässig in Umweltproben zu erfassen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf den Testverfahren für geschlechtshormonaktive Substanzen.
Material und Methoden Ausgehend von einer Literaturrecherche und aktuellen internationalen Validierungsaktivitäten für Nachweismöglichkeiten hormonaktiver und reproduktionstoxischer Substanzen und Wirkungen wurden 15 biologische Testverfahren (5 In-vivo- und 10 In-vitro-Testverfahren) ausgewählt. Es wurden 8 Verfahren der OECD-EDTA erfasst und 3 von 5 In-vitro-Verfahren aus dem „Global Water Research Coalition“ (GWRC) Report: „Tools to detect estrogenic activity in environmental waters“ (Leusch 2008) ausgewählt. Für diese Testverfahren erfolgte eine Abfrage umfassender Kriterienprofile bei versierten Anwendern und Entwicklern, die vergleichend dargestellt und ausgewertet wurden.
Ergebnisse Wichtige Kriterien bei der Auswahl der Testverfahren waren Normung/Validierung oder Verbreitung und Standardisierbarkeit der Tests sowie eine nachgewiesene Sensitivität in der Bewertung von Umweltproben. Bei den In-vitro-Tests erfüllen dies unserer Meinung nach bestimmte YES/YAS-Systeme (Yeast Estrogen/Androgen Screen Assay) und die ER/AR-Calux-Verfahren (Estrogen/Androgen Receptor). Sollte deren Anwendung durch starke zytotoxische Effekte in Umweltproben behindert werden, kann z. B. ein molekularer Rezeptorbindungsassay, wie der ELRA, Rezeptorbindungspotenziale nachweisen. Weitere molekulare Rezeptorbindungsassays sind derzeitig in der Validierung der OECD. Ebenfalls von der OECD für Einzelsubstanzen validiert, kann der H295R Steroidgenesis Assay Modulationen der Steroidgenese, und eventuell sogar aromatasemodulierende Effekte nachweisen. Seine Anwendbarkeit auf Umweltproben wird derzeitig getestet. Für die In-vivo-Stufe der modularen Testplattform wurden verschiedene Fischtests (z. B. der Fish Screening Assay und der Fischeitest) bewertet. Um Einflüsse auf das thyroidale Hormonsystem nachzuweisen ist der Amphibian Metamorphosis Assay (in der Abfrage unter XEMA, Xenopus Metamorphosis Assay) am weitesten validiert und wird bald als offizielle OECD-Richtlinie erscheinen. Da es sich auch hier um einen Vertebratentest handelt und internationale Bestrebungen bestehen Vertebratentests zu vermeiden, erfolgte nur eine optionale Empfehlung. Reproduktionstoxische Wirkungen können z. B. sehr sensitiv im Schneckenreproduktionstest mit Potamopyrgus antipodarum nachgewiesen werden. Dieser reagiert auch auf viele Substanzen, die in Vertebraten eine endokrine Disruption verursachen. Eine Validierung erfolgt derzeitig durch die OECD. Eine Eignung der in der modularen Testpalette vorgeschlagenen Verfahren für Umweltprobenbewertungen wurde angegeben und kann durch mehrere Literaturquellen belegt werden.
Diskussion Es wurde eine anwendungsorientierte modulare Testpalette mit verschiedenen Testverfahren vorgeschlagen, die möglichst effektiv und vielseitig die Mechanismen der endokrinen Disruption und die Reproduktionstoxizität nachzuweisen vermögen und sich dabei in ihren Stärken und unterschiedlichen Arbeitsbereichen ergänzen. Es können fortpflanzungsrelevante Wirkungen an Invertebraten, Amphibien und Fischen und die wirkmechanistischen Ansätze der östrogenen und androgenen Rezeptorbindung, der Steroidgenese, eventuell sogar der Aromatasemodulation erfasst werden. Neuere Forschungsergebnisse, wie z. B. der Forschungsbericht zur Gewässerrelevanz endokriner Stoffe und Arzneimittel (Moltmann et al. 2007), konnten anhand aquatisch relevanter Schadstoffe mit In-vivo-Tests nachweisen, dass endokrine Endpunkte (bei 31 von 71 untersuchten Stoffen) empfindlicher sein können als allgemeine ökotoxikologische Endpunkte (z. B. Mortalität, Wachstum usw.). Daher wird empfohlen endokrine Effekte nicht isoliert zu betrachten, sondern parallel mit allgemeintoxischen und fortpflanzungsrelevanten Wirkungen in ökotoxikologischen Biotestpaletten integrativ zu erfassen.
Schlussfolgerungen Durch die Kombination einer Literaturrecherche und der gezielten Abfrage von Informationen zu den Testverfahren konnte eine umfassende, aber auch detaillierte Übersicht zum derzeitigen Stand der Wissenschaft und Technik gegeben werden. Dabei wurden ökotoxikologische und regulative Aspekte der Testverfahren gleichermaßen berücksichtigt und deren Praktikabilität für ein Umweltmonitoring in aquatischen Systemen bewertet. Bei der Vielfältigkeit der endokrinen Wirkmechanismen bedarf es einer modularen Kombination von In-vivo- und In-vitro-Verfahren in einer Testpalette, um auch die fließenden Übergänge von hormonaktiven Wirkungen bis hin zu einer manifestierten endokrinen Disruption erfassen und differenzieren zu können.
Empfehlungen und Perspektiven Die vorgestellte Testpalette erlaubt einen umfassenden Schutz vor hormonaktiven und reproduktionsrelevanten Effekten, wobei eine Anpassung an die Interessen und Zielsetzungen der Anwender erfolgen kann. Es werden sowohl die regulativen und ökotoxikologischen Anforderungen an Testsysteme als auch die aktuellen Entwicklungen in der EU und der OECD mit berücksichtigt. Eine weiterführende Normung dieser Verfahren für den regulativen Einsatz in der Umweltüberwachung und für Risikominderungsstrategien ist zu empfehlen. Das modulare System erlaubt es, einen anwendungsorientierten Austausch der Testmodule nach dem sich kontinuierlich entwickelnden Stand der Technik ohne Neuentwicklungen auszuschließen.
Tài liệu tham khảo
2000/60/EG WRRL (2000) Richtlinie 2000/60/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik. Amtsblatt Nr. L327 vom 22. 12. 2000 S 1–73
Ackermann GE, Brombacher E, Fent K (2002a) Development of a fish reporter gene system for the assessment of estrogenic compounds and sewage treatment plant effluents. Environ Toxicol Chem 21:1864–1875
Ackermann G, Schwaiger J, Negele RD, Fent K (2002b) Effect of long-term nonylphenol exposure on gonadal development and biomarkers of estrogenicity in juvenile rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquat Toxicol 60:203–22
Andersen HR, Andersson AM, Arnold SF, Autrup, Barfoed M, Beresford NA, Bjerregaard P, Christiansen LB, Gissel B, Hummel R, Jorgensen EB, Koorsgaard B, Le GuevelR, Leffers H, Mclachlan J, Moller A, Nielsen JB, Olea N, Oles-Karasko, Pakdel F, Pedersen KL, Perez P, Skakkeboek NE, Sonnenschein C, Soto AM, Sumpter JP, Thorpe SM, Grandjean P (1999) Comparison of short-term estrogenicity tests for identification of hormone disrupring chemicals. Environ Health Perspect 107:89–108
Andersen HR, Wollenberger L, Halling-Sorensen B, Kusk KO (2001) Development of copepod nauplii to copepodites – a parameter for chronic toxicity including endocrine disruption. Environ Toxicol Chem 20:2821–2829
Andersen HR, Vinggaard, Rasmussen TH, Gjermandsen IM, Bonefeld-Jorgensen EC (2002) Effects of currently used pesticides in assays for estrogenicity, androgenicity, and aromatase activity in vitro. Toxicol Appl Pharmacol 179:1–12
Ankley G, Mihaich E, Stahl R, Tillitt D, Colborn T, McMaster S, Miller R, Bantle J, Campbell P, Denslow N, Dickerson R, Folmar L, Fry M, Giesy J, Gray E, Guiney P, Hutchinson T, Kennedy S, Kramer V, LeBlanc G, Mayes M, Nimrod A, Patino R, Peterson R, Purdy R, Ringer R, Thomas P, Touart L, van der Kraak G, Zacharewski T (1997) Overview of a workshop on screening methods for detecting potential (anti-) estrogenic/androgenic chemicals in wildlife. Environ Toxicol Chem 17(1):68–87, SETAC, USA
Ankley GT, Jensen KM, Kahl MD, Korte JJ, Makynen EA (2001) Description and Evaluation of a short-term reproduction test with the Fathead Minnow (Pimephales promelas). Environ Toxicol Chem 20:1276–1290
Baatrup E, Junge M (2001) Antiandrogenic pesticides disrupt sexual characteristics in the adult male guppy (Poecilia reticulata). Environ Health Perspect 109:1063–1070
Ballegooy C (2008) Endokrine Wirkungen (anti)androgener Substanzen bei der Ploetze (Rutilus rutilus). Dissertation der Mathematischen-Naturwissenschaftlichen Fakultaet I der Humboldt-Universitaet zu Berlin, BRD
Barata C, Porte C, Baird D (2004) Experimental designs to assess endocrine disrupting effects in invertebrates a review. Ecotoxicol 13:511–517
Bätscher R, Studer C, Fent K (1999) Stoffe mit endokriner Wirkung in der Umwelt. In: Eidg. Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz (EAWAG) und dem Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) (Hrsg) Schriftenreihe Umwelt Nr. 308
BKH (2000) European Commission DG ENV. Towards the establishment of a priority list of substances for further evaluation of their role in endocrine disruption- preparation of a candidate list of substances as a basis for priority setting. Final Report. BKH Consulting Engineers, Delft, The Netherlands in association with TNO Nutrition and Food Research, Zeist, The Netherlands. Project: M0355008/1786Q/10/11/00
Braunbeck T (1993) Entwicklung von Biotestverfahren mit Zellkulturen aus Fischen und Mollusken zum Nachweis letaler und subletaler Schäden von Organismen durch Umweltschadstoffe im Wasser. PAÖ 7: 537–559
Charles GD (2004) In vitro models in endocrine disruptor screening. ILAR J 45(4):494–501
Cheshenko K, Pakdel F, Segner H, Kah O, Eggen RI (2008) Interference of endocrine disrupting chemicals with aromatase CYP19 expression or activity, and consequences for reproduction of teleost fish. Gen Comp Endocrinol 155(1):31–62
Coe TS, Hamilton PB, Hodgson D, Paull GC, Stevens JR, Sumner K, Tyler CR (2008) An environmental estrogen alters reproductive hierarchies, disrupting sexual selection in group-spawning fish. Environ Sci Technol 42:5020–5025
COM (99)706 (1999) Community Strategy for Endocrine Disrupters COM (99)706; COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE COUNCIL AND THE EUROPEAN PARLIAMENT (1999), http://ec.europa.eu/environment/docum/99706sm.htm
COM(2006) 397 final (2006) Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on environmental standards in the field of water policy and amending Directive 2000/60/EC. Commission of the European Communities, Brussels, 17. 7. 2006. COM(2006) 397 final. 2006/0129 (COD)
Commission of the European Communities (1996): Technical guidance document in support of directive 93/67/EEC on risk assessment for new notified substances and commission regulation 1488/94, risk assessment for exsiting substances. Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg, Belgium
Damstra T, Barlow S, Bergman A, Kavlock R, van der Kraak G (2003) Global assessment of the state of the science of endocrine disruptors. World Health Organisation/PCS/EDC/02.2
Depledge MH, Fossi MC (1998) The role of biomarkers in environmental assessment: 2. invertebrates. Ecotoxicology 3:112–129
Desbrow C, Routledge EJ, Brighty GC, Sumpter JP Waldcock M (1998) Identification of estrogenic chemicals in STW effluent 1. Chemical Fractionation and in vitro biological screening. Environ Sci Technol 11:1549–1558
Duft M, Schmitt C, Bachmann J, Brandelic C, Schulte-Oehlmann U, Oehlmann J (2007): Prosobranch snails as test organisms for the assessment of endocrine active chemicals–an overview and a guideline proposal for a reproduction test with the freshwater mudsnail Potamopyrgus antipodarum. Ecotoxicology 16:169–182. DOI 10.1007/s10646-006-0106-0
Dutta P, Hill K, Datskos PG, Sepaniak MJ (2007) Development of a nanomechanical biosensor for analysis of endocrine disrupting chemicals. The Royal Society of Chemistry. Lab Chip 7:1184–1191
EC (European Commission) (1997) (DG XII – Environment and Climate Research Programme). European Workshop on the Impact of Endocrine Disruptors on human Health and Wildlife. Report of Proceedings of a Workshop 2–4 December 1996, Weybridge, UK. Commission of the European Community, Brussels; Report EUR 17549
Eggen R (2008) Rolle der Östrogene in der Organogenese In: Eawag (Hrsg) Zebrabärblinge – Sensoren in der Ökotoxikologie. Eawag News 64d, Eawag das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs
Eggins BR (2002) Chemical Sensors and Biosensors. Analytical Techniques in the Sciences. 2. Aufl, Wiley
Escher B, Vermeirssen E (2008) Mikroverunreinigungen in schweizerischen Fliessgewässern: Konzepte zur Beurteilung von Mischungen in der Ableitung von toxikologisch begründeten Qualitätskriterien für östrogenartig wirkende Stoffe. Eawag Schlussbereicht zuhanden des BAFU, 30. Oktober 2008
Fechner P, Pröll F, Carlquist M, Proll G (2008) An advanced biosensor for the prediction of estrogenic effects of endocrine-disrupting chemicals on the estrogen receptor alpha. Anal Bioanal Chem DOI 10.1007/s00216-008-2480-3
Fent K (1995) Endokrin wirksame Stoffe in der Umwelt: Erkenntnisstand und Probleme. In: Umweltchemikalien mit endokriner Wirkung. UBA-Texte 65/95 ISSN 0722-186X
Fent K (2000) Hormonaktive Stoffe in Gewässern: Auch eine Gefahr fürs Trinkwasser? Gesellschaft für Lebensmittelhygiene. Mitt Lebensm Hyg 9:11–25
Fine T, Leskinen P, Isobe T, Shiraishi H, Morita M, Marks RS, Virta M (2006) Luminescent yeast cells entrapped in hydrogels for estrogenic endocrine disrupting chemical biodetection. Biosens Bioelectron 21:2263–2269
Folmar LC, Hemmer MJ, Denslow ND, Kroll K, Chen J, Cheek, Richman H, Meredith H, Grau GE (2002) A comparison of the estrogenic potencies of estradiol, ethinylestradiol, diethystilbestrol, nonylphenol and methoxychlor in vivo und in vitro. Aquat Toxicol 60:101–110
FNSNF (2008a) Nationales Forschungsprogramm „Hormonaktive Stoffe“. Öffentlicher Schlussbericht. Schweizerischer Nationalfonds
FNSNF (2008b) Konsensplattform „Hormonaktive Stoffe in Abwassern und Gewässern“ Schlussdokument. Nationales Forschungsprogramm „Hormonaktive Stoffe“. http://www.nrp50.ch/final-products/final-reports-consensus-plattforms.html
Frische T, Faust M, Meyer W, Backhaus T (2009): Toxic masking and synergistic modulation of the estrogenic activity of chemical mixtures in a yeast estrogen screen (YES). Environ Sci Pollut Res DOI 10.1007/s11356-009-0184-7
Fröhlicher M (2008) Zebrabärblinge ohne Oestrogenrezeptoren. In: Eawag (Hrsg) Zebrabärblinge – Sensoren in der Ökotoxikologie. Eawag News 64d, Eawag das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs
Gagné F, Blaise C, Pellerin J (2005) Altered exoskeleton composition and vitellogenesis in the crustacean Gammarus sp. collected at polluted sites in the Saguenay Fjord, Quebec, Canada. Environ Res 98:89–99
Garcia-Reyero N, Grau E, Castillo M, Lopez de Alda M J, Barcelo D, Pina B (2001) Monitoring of endocrine disruptors in surface waters by the yeast recombinant assay. Environ Toxicol Chem 20:1152–1158
Gerhardt A (1999) Biomonitoring of polluted waters. Trans Tech Publications, Zürich. 301 pp
Gerhardt A (2007) Behavioural ecotoxicology – prospects and limitations. HERA 13(3):481–492
Global Water Research Coalition (2006) In Vitro Bioassays to Detect Estrogenic Activity in Environmental Waters. Literature Review
Gracia T, Jones PD, Higley EB, Hilscherova K, Newsted JL, Murphy MB, Chan AKY, Zhang X, Hecker M, Lam PKS, Wu RSS, Giesy JP (2008) Modulation of steroidgenesis by coastal waters and sewage effluents of Hong Kong, China using the H295R assay. Environ Sci Pollut Res, DOI 10.1007/s11356-008-0011-6
Gray L E, Ostby J, Wilson V, Lambright C, Bobseine K, Hartig P, Hotchkiss A, Wolf C, Furr J, Price M, Parks L, Cooper RL, Stoker TE, Laws SC, Degitz SJ, Jensen KM, Kahl MD, Korte JJ, Makynen EA, Tietge JE, Ankley GT (2002) Xenoendocrine disrupters-tiered screening and testing Filling key data gaps. Toxicol 181–182:371–382
Gross MY, Maycock DS, Thorndyke MC, Morrit D, Crane M (2001) Abnormalities in sexual development of the amphipod Gammarus pulex (L.) found below sewage treatment works. Environ Toxicol Chem 20:1792–1797
Grund et al. (in Vorbereitung)
Gutendorf B, Westendorf J (2001) Comparison of an array of in vitro assays for the assessment of the estrogenic potential of natural and synthetic estrogens, phytoestrogens and xenoestrogens. Toxicol 166:79–89
Gülden M, Turan A, Seibert H (1997) Substanzen mit endokriner Wirkung in Oberflächengewässern. UBA- Texte 46/97, Umweltbundesamt Berlin
Hansen P-D, Dizer H, Hock B, Marx A, Sherry J, McMaster M, Blaise C (1998) Vitellogenin a biomarker for endocrine disruptors. Trends Anal Chem 17(4):48–45
Hansen P-D (2000) Erfassung und Bewertung „unerwünschter Wirkungen“ mit Biotests und Biosensoren. In: Schriftenreihe Wasserforschung, No.6: Chemische Stressfaktoren in aquatischen aquatischen Systemen, Herausgeber: Wasserforschung e. V. interdisziplinärer Forschungsverband
Harries JE, Runnalls T, Hill E, Harris CA, Maddix S, Sumpter JP, und Tyler CR (2000) Development of a Reproductive Performance Test for Endocrine Disrupting Chemicals Using Pair-Breeding Fathead Minnows (Pimephales promelas). Environ Sci Technol 34:3003–3011
Hartig PC, Cardon MC, Blystone CR, Gray LE Jr, Wilson VS (2008) High throughput adjustable 96-well plate assay for androgen receptor binding: a practical approach for EDC screening using the chimpanzee AR. Toxicol Lett 181:126–131
Hecker M, Hollert H, Cooper R, Vinggard A-M, Akahori Y, Murphy M, Nellemann C, Higley E, Newsted, Wu R, Lam P, Laskey J, Buckalew A, Grund S, Nakai M, Timm G, Giesy J (2007a) The OECD Validation Program of the H295R Steroidgenesis Assay for the Identification of In vitro Inhibitors or Inducers of Testosterone and Estradiol Production. Phase 2: Inter Laboratory Pre- Validation Studies. Env Sci Pollut Res 14, Special Issue, 23–30
Hecker M, Timm G, Vinggaard A-M, Nelleman C, Akahori Y, Cooper R, Hollert H, Han S-Y, Murphy MB, Newsted JL, Giesy JP (2007b) Validation of a H295R Cell Line Screening Test to Evaluate toxicant-Induced Effects on Steroidgenesis. Vortrag bei der korenaischen Food and Drug Administration im Oktober 2007
Highley et al. (in Vorbereitung)
Hock B, Seifert M (1998) Monitoring-Strategien für östrogene Wirkstoffe. Bioforum 11:690–696.
Hollert H, Dürr M, Holtey-Weber R, Islinger M, Brack W, Färber H, Erdinger L, Braunbeck T (2005) Endocrine Disruption of Water and Sediment Extracts in a Non-Radioactive Dot Blot/RNAse Protection-Assay Using Isolated Hepatocytes of Rainbow Trout. Environ Sci Pollut Res 12(6):347–360
Hutchinson TH, Ankley GT, Segner H, Tyler CR (2006) Screening an Testing for Endocrine Disruption in Fish-Biomarkers As “Signposts”, Not “Traffic Lights” in Risk Assessment. Environ Health Perspect 114:106–114
ISO/FDIS 15088 (2007) Water quality-Determination of the acute toxicity of waste water to zebrafish eggs (Danio rerio)
Jobling S, Sumpter JP (1993) Detergent components in sewage effluent are weakly oestrogenic to fish: An in vitro study using rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) hepatocytes. Aquat Toxicol 27:361–372
Kammann U, Vobach M, Wosniok W, Schäffer A, Telscher A (2009) Acute toxicity of 353-nonylphenol and its metabolites for zebrafish embryos. Environ Sci Pollut Res 16:227–231, DOI 10.1007/s11356-008-0097-x
Kang IJ, Yokota H, Oshima Y, Tsuruda Y, Yamaguchi T, Maeda M, Imada N, Tadokoro H, Honjo T (2002): Effect of 17-β-estradiol on the reproduction of Japanese medaka (Oryzias latipes). Chemosphere 47:71–80
Kase R (2004): Salinitätseinflüsse auf suborganismische Testsysteme zur Erfassung von ökotoxikologischen Sedimentwirkungen. Diplomarbeit, angefertigt an der TU Berlin am Institut für Ökologie im Fachgebiet Ökotoxikologie
Kase R, Hansen P-D, Fischer B, Heininger P, Manz W, Reifferscheid G (2008) Integral Assessment of Estrogenic Potenitals of Sediment-Associated-Samples. Part I: The Influence of salinity on the in vitro tests ELRA, E-screen and YES. Env Sci Pollut Res 15(ESPR 1):75–83 (2008) http://dx.doi.org/10.1065/espr207.6.429
Kase R, Hansen P-D, Fischer B, Heininger P, Manz W, Reifferscheid G (2008) Integral Assessment of Estrogenic Potentials in Sediment-Associated SamplesPart II: Study of estrogen and anti-estrogen receptor binding potentials of sediment-associated chemicals under different salinity conditions using the salinity-adapted enzyme linked receptor assay. Env Sci Pollut Res http://dx.doi.org/10.1007/s11356-008-0060-x
Katsiadaki I, Scott A P, Hurst M R, Matthiessen P, Mayer I (2002) Detection of environmental androgens: A novel method, based on an enzyme-linked immunosorbentassay of spiggin, the stickleback (Gasterosteus aculeatus) glue protein. Environ Toxicol Chem 21:1946–1954
Kinnberg K (2003) Evaluation of in vitro assays for determination of estrogenic activity in the environment. Working Report No. 43, Danish Environmental Protection Agency
Körner W, Hanf V, Schuller W, Zwirner M, Hagenmaier H (1997) Entwicklung und praktische Erprobung eines einfachen Screening-Systems für estrogenartig wirkende Umweltchemikalien. In: 6. Statuskolloquium des Projekt „Umwelt und Gesundheit“, Herausgeber: Forschungszentrum Karlsruhe
Kloas W (2002) Amphibians as a model for the study of endocrine disrupters. Int Rev Cytol 216:1–57
Kloas W, Lutz I, Einspanier R (1999) Amphibians as a model to study endocrine disruptors: II. Estrogenic activity of environmental chemicals in vitro und in vivo. Sci Total Environ 225:59–68
Knacker T, Schäfers C, Teigeler M, Braunbeck T (2007) Charakterisierung endokrin vermittelter Wirkungen in Fischen: Relevante Parameter für die Entwicklung einer neuen OECD-Testmethode und die Anwendung in der gesetzlichen Umweltrisikobewertung. Forschungsprojekt des Umweltbundesamtes FKZ 20667470
Krebs F (2001) Ökotoxikologische Baggergutuntersuchung, Baggergutklassifizierung und Handhabungskatagorien für Baggergut. In: Untersuchung und Bewertung von Sedimenten, Hrsg.: Calmano W, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
Kunz PY, Fent K (2006) Estrogenic activity of UV filter mixtures. Toxicol Appl Pharmacol 217:86–99
Kunz PY, Gries T, Fent K (2006a) The ultraviolet filter 3-benzylidene camphor adversely affects reproduction in fathead minnow (Pimephales promelas). Toxicol Sci 93:311–321
Kunz PY, Galicia HF, Fent K (2006b) Comparison of In Vitro and In Vivo Estrogenic Activity of UV Filters in Fish. Toxicol Sci 90(2):349–361
Kunz PY, Fent K (2009) Estrogenic activity of ternary UV filter mixtures in fish (Pimephales promelas) – an analysis with nonlinear isobolograms. Toxicol Appl Pharmacol 234(1):77–88
Kunz PY, Kienle C, Gerhardt A (2009, akzeptiert) Gammarus spp. in aquatic ecotoxicology and water quality assessment: towards integrated multilevel tests. Rev Environ Contam Toxicol
Kusk KO, Wollenberger L (2007) Towards an internationally harmonized test method for reproductive and developmental effects of endocrine disrupters in marine copepods. Ecotoxicol 16(1):183–95
Länge R, Caspers N, Ensenbach U, Pallapies D, Zok S (2006) Kriterien zur Bewertung der Qualität und Validität von toxikologischen und ökotoxikologischen Studien für regulatorische Fragestellungen. UWSF-Z Umweltchem Ökotox 18:49–54
Larkin P, Villeneuve DL, Knoebl I, Miracle AL, Carter BJ, Liu L, Denslow ND, Ankley GT (2007) Development and validation of a 2000-Gene Microarray for the Fathead Minnow (Pimephales promelas). Environ Tox Chem 26(7):1497–1506
Lattier DL, Reddy TV, Gordon DA, Lazorchak JM, Smith ME, Williams DE, Wiechman B, Flick RW, Miracle AL, Toth GP (2002) 17-α-ethinylestradiol-induced vitellogenin gene transcription qunatified in livers of adult males, larvae, and gills of farhead minnows (Pimephales promelas). Environ Toxicol Chem 21(11):2385–2395
Legler J, Dennekamp M, Vethaak D, Brouwer A, Koeman JH, van der Burg B, Murk AJ (2002) Detection of estrogenic activity in sediment-associated compounds using in vitro reporter gene assays. Science Total Environ 293:69–83
Leon A, Wu P-S, Hall LC, Johnson ML, The SJ (2008) Global gene expression profiling of androgen disruption in Qurt Strain Medaka. Environ Sci Technol 42(3):962–969, DOI:10.1021/es071785c
Leusch FDL, van den Heuvel MR, Chapman HF, Gooneratne SR, Eriksson AME, Tremblay LA (2006) Development of methods for extraction and in vitro quantification of estrogenic an androgenic activity of wastewter samples. Comp Biochem Physiol 143:117–126
Leusch F (2008) Tools to Detect Estrogenic Activity in Environmental Waters. Global Water Research Coalition 2008
Li C-R, Lee S-H, Kim S-S, Kim A, Lee KW, Lu M, Kim H-E, Kwak I-J, Lee Y-J, Kim D-K, Lee J-S, Kang S-W, Huh M-D, Chung K-H, Park J-S (2008) Environmental estrogenic effects and gonadal development in wild goldfish (Carassius auratus). Environ Monit Assess, DOI 10.1007/s10661-008-0238-1
Manz W, Krebs F, Schipper CA, den Besten PJ (2007) Dutch-German Exchange on Dredged Material: Status of ecotoxicological assessment of sediment and dredged material in Germany and The Netherlands with a short description of the situation in Belgium, France, and Great Britain. Federal Institute of Hydrology (BfG), Ministry of Transport, Public Works an Water Management (RIKZ), Institute for Inland Water Management and Waste Water Treatment (RIZA)
Martyniuk CJ, Gerrie ER, Popesku JT, Ekker M, Trudeau VL (2007) Microarray analysis in the zebrafish (Danio rerio) liver and telencephalon after exposure to low concentration of 17alpha-ethinylestradiol. Aquatic Toxicology 84:38–49
Matthiessen P (2000): Is Endocrine Disruption a Significant Ecological Issue? Ecotoxicol 9:21–24
Metcalfe CD, Metcalfe TL, Kiparissis Y, Koenig BG, Khan C, Hughes RJ, Croley TR, March RE, Potter T (2001) Estrogenic Potency of chemicals detected in sewage treatment plant effluents as determined by in vivo assay with Japanese Medaka (Oryzias latipes). Environ Toxicol Chem 20:297–308
Michelini E, Leskinen P, Virta M, Karp M, Roda A (2005) A new recombinant cell-based bioluminescent assay for sensitive androgen like compound detection. Bios Bioelectron 20:2261–2267
Miles-Richardson SR, Pierens SL, Nichols KM, Kramer VJ, Snyder EM, Snyder SA, Render JA, Fitzgerald SD and Giesy JP (1999) Effects of waterborne exposure to 4-nonylphenol and nonylphenol ethoxylate on secondary sex characteristics and gonads of fathead minnows (Pimephales promelas). Environ Res Sect A 80:122–137
Moltmann JF, Liebig M, Knacker T, Keller M, Scheurer M, Ternes T (2007) Gewässerrelevanz endokriner Stoffe und Arzneimittel. Abschlussbericht des F+E-Vorhaben-FKZ 20524205 des deutschen Umweltbundesamtes
Muncke J, Junghans M, Eggen RIL (2006) Testing Estrogenicity of known an novel (xeno-)estrogens im the MolDarT using developing zebrafish (Danio rerio). Published online in Wiley Interscience, DOI 10.1002/tox.20255
Muncke J (2008) Der MolDarT-ein neuer Toxizitätstest. In: Eawag (Hrsg) Zebrabärblinge – Sensoren in der Ökotoxikologie. Eawag News 64d, Eawag das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs
Murk AJ, Legler J, van Lipzig MMH, Meerman JHN, Belfroid AC, Spenkelink A, van der Burg B, Rijs GBJ, Vethaak D (2002) Detection of estrogenic potency in wastewater and surface water with three in vitro bioassays. Environ Toxicol Chem 21:16–23
Murk AJ (2009) Effects of endocrine disruptors on early development and metamorphosis. Vortrag am 12. 1. 2009 am Oekotoxzentrum der Eawag, Schweiz
Navas JM, Segner H (2006) Vitellogenin synthesis in primary cultures of fish liver cells as endpoint for in vitro screening of the (anti) estrogenic activity of chemical substances. Aquat Toxicol 80:1–22
Nelson J, Bishay F, van Roodselaar A., Ikonomou M, Law FC (2007) The use of in vitro bioassays to quantify endocrine disrupting chemicals in municipial wastewater treatment plant effluents. Sci Total Environ 374:80–90
Nishi Y, Yanase T, Mu Y-M, Oba K, Ichino I, Saito M, Nomura M, Mukasa C, Okabe T, Goto K, Takayanagi R, Yoshiko K, Haji M, Nawata H (2001) Establishment and Characterization of a Steroidogenic Human Granulosa-Like Tumor Cell Line, KGN, That Expresses Functional Follicle-Stimulating Hormone Receptor. Endocrinol 142(1):437–445
Nishimura N, Fukazawa Y, Uchiyama H, Iguchi T (1997) Effects of estrogenic hormones on early development of Xenopus laevis. J Exp Zool 278:221–233
OECD Environment, Health and Safety Division Test Guidelines Programme (2005) The role and current activities of OECD on validation of testing of endocrine disrupting chemicals. http://ec.europa.eu/research/endocrine/pdf/nov2005/oecd_en.pdf
OECD (2006a) Environmental Health and Safety Publications. Series on testing and Assessment No. 60 Report of the initial work towards the validation of the 21-day Fish Screening Assay for the detection of endocrine active substances. Environment Directorate, Organisation for economic Co-operation and Development, Paris 2006
OECD (2006b) Environment Directorate No. 55: Detailed review paper on aquatic arthropods in life cycle toxicity tests with an emphasis on developmental, reproductive and endocrine disruptive effects. Series on testing and assessment No. 55. ENV/JM/Mono(2006)22, JT03212400
OECD (2008a) Environment Directorate No. 94: Report of the validation peer review for the 21 day Fish Screening assay and agreement of the working group of the national coordinators of the test guidelines programme on the follow-up of this report. ENV/JM/Mono(2008)21, JT03249201
OECD (2008b) Environment Directorate No. 99: Comparison between OECD Test Guidelines and ISO standards in areas of ecotoxicology and health effects. Series on testings and assessment number 99. Joint meeting of the chemicals Commiteee and the working party on chemicals, Pesticides and Biotechnology. ENV/JM/Mono(2008)28, JT03255859
OECD (2008c) Environment, Health and Safety Publications No. 93: Report of the validation of an enhancement of OECD TG 211: Daphnia magna reproduction test. Series on testing and assessment No. 93. ENV/JM/Mono(2008)20
OECD (2009, inVorbereitung) Receptor Binding Assay and Reporter Gene Assay in Fish
Oikawa S, Matsumoto M (2003) Relevant activities for risk managment of endocrine disruptors in Japanes government agencies. Pure Appl Chem 75:2609–2611
Oehlmann J, Schulte-Oehlmann U (2003) Endocrine disruption in invertebrates. Pure Appl Chem 75:2207–2218
Oehlmann J, Di Bendetto P, Tillmann M, Duft M, Oetken Matthias, Schulte-Oehlmann U (2007) Endocrine disruption in prosobranch molluscs: evidence and ecological relevance. Ecotoxicol 16(1):29–43, DOI 10.1007/s10646-006-0109-x
Pawlowski S, Ternes T, Bonerz M, Kluczka T, van der Burg B, Nau H, Erdinger L, Braunbeck T (2003) Combined in Situ and in Vitro Assessment of the Estrogenic Avcitivity of Sewage and Surface Water Samples. Toxicol Sci 75:57–65, DOI:10.1093/toxsci/kfg162
Pawlowski S, Sauer A, Shears JA, Tyler CR, Braunbeck T (2004) Androgenic and estrogenic effects of the synthetic androgen 17α-methyltestosterone on sexual development and reproductive performance in the fathead minnow (Pimephales promelas) determined using the gonadal recrudescence assay. Aquat Toxicol 68:277–291
Petit F, Valotaire Y, Pakdel F (1995) Differential functional activities of rainbow trout nad human estrogen receptors expressed in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Eur J Biochem 233:584–592
Pluta HJ (2008a) Nachhaltiger Gewässerschutz – biologische Wirkungstests im Wasserhaushalts- und Abwasserabgabengesetz: eine Erfolgsgeschichte. Symposium am 26. 2. 2008 in Koblenz an der Bundesanstalt für Gewässerkunde: „Verfahren der ökotoxikologischen (Risiko-) Bewertung in der Umweltsicherung“
Pluta HJ (2008b) Benefit from standardization, regulatory and scientific requirements, procedures and participations. Vortrag an der Bundesanstalt für Gewässerkunde in Koblenz am 13–14. November zum Thema: Sediment Contact Tests Reference conditions, control sediments, toxicity tresholds
Preston BL, Snell TW, Robertson TL, Dingmann, BJ (2001) Use of freshwater rotifer Brachionus calyciflorus in screening assay for potential endocrine Disruptors. Environ Toxicol Chem 19:2923–2928
Proll G (2005) Biosensorsystem für vollständig automatisierte ultra-sensitive Multianalyt-Immunoassays. Dissertation der Fakultät für Chemie und Pharmazie der Eberhard-Karls-Universität Tübingen
Rasmussen TH, Nielsen JB (2002) Critical parameters in the MCF-7 cell proliferation bioassay (E-screen) Biomarkers 7:322–336
Routledge EJ, Sumpter JP (1996) Estrogenic activity of surfactants and some of their degradation products assessed using a recombinant yeast screen. Environ Toxicol Chem 15(3):241–248
Routledge EJ, Sheahan D, Desbrow C, Brighty GC, Waldock M, Sumpter JP (1998) Identification of Estrogenic Chemicals in STW Effluent. 2. In Vivo Responses in Trout and Roach. Environ Sci Technol 32:1559–1565
RPS BKH (2002) Endocrine Disruptors: Study on gathering Information on 435 substances with insufficient data. Final Report for the European Commission, DG Environment. RPS BKH Consulting Engineers, Delft, (NL) in association with DHI Water and Environment, Horsholm (DK) and Kiwa Water Research, Nieuwegeein, (NL). Project: M0355037 (Ref.: B4-3040/2001/325850/MAR/C2)
Rutishauser BV, Pesonen M, Escher BI, Ackermann GE, Aerni H-R, Suter MJ-F, Eggen RIL (2003) Comparative analysis of estrogenic activity in sewage treatment plant effluents involving three in vitro assays and chemical analysis of steroids. Environ Toxicol Chem 23(4):857–864
Schäfers C, Wenzel A (2000) Der Einfluss von Xenooestrogenen auf den Lebenszyklus von Fischen. In: Fraunhofer Institut für Umweltchemie und Ökotoxikologie (Hrsg) Jahresbericht 2000
Schäfers C (2007) Wirkung endokriner Disruptoren in Fischtests: wissenschaftlicher Kenntnisstand. Vortrag auf dem Endocrine Disruptor Fish UBA-Workshop am 10./11. 12. 07, Berlin
Schäfers C, Frische T, Stolzenberg HC, Weyers A, Zok S, Knacker T (2008) Zur Entwicklung einer Prüfstrategie auf sexual-endokrine Wirksamkeit einer chemischen Substanz bei Fischen. Umweltwiss Schadst Forsch 20:229–233, DOI 10.1007/s12302-008-0014-4
Schirling M, Jungmann D, Ladewig V, Ludwichowski KU, Nagel R, Köhler H-R, Triebskorn R (2006) Bisphenol A in Artificial Indoor Streams: II. Stress Response and Gonad Histology in Gammarus fossarum (Amphipoda). Ecotoxicol 15:143–156
Schmitt C, Oetken M, Dittberner O, Wagner M, Oehlmann J (2008) Endocrine modulation and toxic effects of two commonly used UV screens on the aquatic invertebrates Potamopyrgus antipodarum and Lumbriculus variegatus. Environ Pollut 152(2):322–329
Schreer A (2005) Application of rainbowtrout hepatocyte cultures to study gene expression due to estrogenic compounds. PhD Dissertation des Centre of Environmental Research (UFZ) Leipzig-Halle. ISSN 1860-0387
Schulte-Oehlmann U, Duft M, Tillmann M, Markert B, Oehlmann J, Stachel B, Reincke H (2001) Biologisches Effektmonitoring an Sedimenten der Elbe mit Potamopyrgus antipodarum und Hinia (Nassahus) reticulta (Gastropoda: Prosobranchia). Arbeitsgemeinschaft für die Reinhaltung der Elbe
Schultis T, Metzger JW (2004) Determination of estrogenic activity by LYES-assay (yeast estrogen screen-assay assisted by enzymatic digestion with lyticase). Chemosphere 57:1649–1655
Schwätter F, Hannich CB, Nöthe T, Oehlmann J, Fahlenkamp H (2007) Risk assessment for organic trace compounds in wastewater: comparison of conventional and advanced treatment. Water Sci Technol 56(5):9–13, DOI:10.2166/wst.2007.551
SEC(2007)1635, Commission Of The European Communities (2007) Commission Staff Working Document on the implementation of the “Community Strategy for Endocrine Disruptors” a range of substances suspected of interfering with the hormone systems of humans and wildlife (COM (1999) 706), (COM (2001) 262) and (SEC(2004)1372). Brussels 30. 11. 2007, SEC(2007)1635. http://ec.europa.eu/environment/endocrine/documents/sec_2007_1635_en.htm
Segner H, Caroll K, Fenske M, Janssen CR, Maack G, Pascoe D, Schäfers C, Vandenbergh GF, Wenzel A (2003) Identification of endocrine-disrupting effects in aquatic vertebrates and invertebrates: report from the European IDEA project. Ecotoxicol Environ Saf 54:302–314
Segner H (2009) Bestimmung von EDC in situ: Vor- und Nachteile. Abstract zum Workshop Nachweismöglichkeiten von hormonaktiven Substanzen in aquatischen Systemen am 11.+12. Juni am Oekotoxzentrum in Dübendorf in der Schweiz
Seifert M (1999) Bestimmung von Oestrogenen und Xenooestrogenen mit einem Rezeptorassay. Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften an der Technischen Universität München
Seifert M, Haindl S, Hock B (1999) Development of an enzyme linked receptor aassay (ELRA) for estrogens and xenoestrogens. Anal Chim Acta 386:191–199
Sonnenschein C, Soto AM (1998) An updated review of environmental estrogens and androgen mimics and antagonists. J Steroid Biochem Molec Biol 65(1–6):143–150
Soto AM, Sonnenschein C, Chung KL, Fernandez MF, Olea N, Olea-Serrano MF (1995) The E-Screen Assay as a Tool to Identify Estrogens: An Update on Estrogenic Environmental Pollutants. Environ Health Perspect Suppl 103:113–122
Spengler P, Körner W, Metzger JW (2001) Substances with estrogenic activity in effluents of sewage treatment plants in southwestern Germany. 1. Chemical Analysis. Environ Toxicol Chem 20:2133–2141
Sumpter JP, Jobling S (1995) Vitellogenesis as a biomarker for estrogenic contamination of the aquatic environment. Environ Health Perspect 103:173–178
Takeyoshi M (2006) Draft Report of Pre-validation and Inter-laboratory Validation for stably transfected Transcriptional Activation (TA) Assay to Detect Estrogenic Activity.The Human Estrogen Receptor Alpha Mediated Reporter Gene Assay Using hER-HeLa-9903 Cell Line OECD document der EDTA
Thomas KV, Hurst MR, Matthiessen P, McHugh M, Smith A, Waldock MJ (2002) An assessment of in vitro androgenic activity and the identification of environmental androgens in united kingdoms estuaries. Environ Toxicol Chem 21:1456–1461
Tyler CR, Aerle R v, Thutchinson TH, Maddix S, Trip H (1999) An in vivo testing system for endocrine disruptors in fish early life stages using induction of vitellogenin. Environ Toxicol Chem 18(2):337–347, DOI: 10.1897/1551-5028
UBA-Texte 65/95 (1995) Umweltchemikalien mit endokriner Wirkung. Fachtagung in Berlin. UBA-Texte 65/95 ISSN 0722-186X
US-EPA (2008) Status on EPA’s Endocrine Disruptor Screening Program (August 28, 2008), http://www.epa.gov/endo/pubs/regaspects/082808_qas.htm
US-EPA (2009) Endocrine Disruptor Screening Program; Policies and Procedures for Initial Screening. RIN 2070-AD 61. http://www.epa.gov/endo/pubs/revised_pandp_frn_041509.pdf
van den Belt K, Berckmans P, Vangenechten C, Verheyen R, Witters H (2004) Comparative study on the in vitro/in vivo estrogenic potencies of 17-b-estradiol, estrone, 17-alpha-ethinylestradiol, and nonylphenol. Aquat Toxicol 66:183–195
van der Linden SC, Heringa MB, Man H-Y, Sonneveld E, Puijker LM, Brouwer A, van der Burg B (2008) Detection of Multiple Hormonal Activities in Wastewater Effluents and Surface Water, Using a Panel of Steroid Receptor Calux Bioassays. Environ Sci Technol 42:5814–5820
Vedani A, Spreafico M, Peristera O, Dobler M, Smiesko M (2008) VirtualToxLab-in silico Prediction of the Endocrine-Disrupting Potential of Drugs and Chemicals. Chimia 62:322–328 Schweizerische chemische Gesellschaft. ISSN 0009-4293
Vermeirssen ELM, Suter MJ-F, Burkhardt-Holm P (2006) Estrogenicity Patterns in the Swiss Midland River Lützelmurg in Relation to treated domestic sewage effluent discharges and hydrology. Environ Toxicol Chem 25(9):2413–2422
Vermeirssen ELM, Eggen RIL, Escher BI, Suter MJ-F (2008) Estrogens in Swiss Rivers and Effluents – Sampling Matters. Chimia 62:389–394. ISSN0009-4293
Watts MM, Pascoe D, Carroll K (2002) Population responses of the freshwater amphipod Gammarus pulex (L.) to an environmental estrogen, 17α-ethinylestradiol. Environ Toxicol Chemi 21:445–450
Weisbrod CJ, Kunz PY, Zenker AK, Fent K (2007) Effects of the UV filter benzophenone-2 on fecundity and reproduction in fish. Toxicol Appl Pharmacol 225:255–266
Wilson V, Bobseine K, Earl Gray L (2004) Development and Characterization of a Cell Line That Stably Expresses an Estrogen-Responsive Luciferase reporter for the Detection of Estrogen Receptor Agonist and Antagonists. Toxicol Sci 81:69–77
Xie L, Sapozhnikova Y, Bawardi O, Schlenk D (2004) Evaluation of Wetland and Tertiary Wastewater Treatments for Estogenicity Using In vivound In vitro Assays. Arch Environ Contam Toxicol 48:81–86
Zacharewski T (1997) In vitro bioassays for assessing estrogenic substances. Environ Sci Technol 31:613–623