A fish intestinal barrier model to assess the interaction with chemicals in vitro
The intestinal epithelium acts as vital gate keeper between the fish and its surrounding environment. A single layer of connected epithelial cells forms a selective barrier, which, among other essential functions, is important for nutrient uptake and defence against pathogens and putatively toxic chemicals. Despite its recognised significance, large knowledge gaps exist regarding the functionality of the fish intestine in general and the epithelium in specific, in large part due to the unavailability of suitable model systems. This thesis exploits a recently established in vitro fish intestinal cell barrier model from rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), which is based on the so far only available fish intestinal epithelial cell line, RTgutGC. Motivated by the fact that the RTgutGC-based barrier model allows unprecedented opportunities for experimentation, this thesis engaged in embedding this cell line model into an in vitro testing strategy for assessing chemical transfer into fish. The focus was set on generally difficult-to-test chemicals, i.e. chemicals that are hydrophobic and/or volatile. For this purpose fragrances were selected, which combine chemicals in regular use with the described properties. Moreover, the response of the model epithelium to pathogenic stimulation was explored, in order to lay the groundwork for extending the in vitro testing strategy to different states of immune challenge in the future. [...]
Das Darmepithel fungiert als selektive Barriere zwischen dem Fisch und seiner Umgebung. Es besteht aus einer einfachen Schicht miteinander verbundener Epithelzellen und ist besonders für die Nährstoffaufnahme und die Abwehr von Krankheitserregern und potentiell toxischen Chemikalien von großer Bedeutung. Trotz dieser Relevanz bestehen noch immer große Wissenslücken in Bezug auf die Funktionalität des Fischdarms und insbesondere des Epithels. Der Grund dafür ist hauptsächlich das Fehlen von Modellsystemen. In dieser Arbeit wird ein neu etabliertes in vitro Modell verwendet, das auf der bislang einzigen verfügbaren Darmepithelzelllinie der Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss), RTgutGC, basiert. Da dieses Barrieremodell beispiellose Experimentiermöglichkeiten bietet, wurde es zur Entwicklung einer in vitro Teststrategie zur Bewertung der Chemikalienaufnahme in den Fisch herangezogen. Der Fokus lag hierbei auf eher schwer zu testenden, d.h. hydrophoben und flüchtigen Chemikalien. Zu diesem Zweck wurden Duftstoffe ausgewählt, da diese regelmäßig verwendet werden und die oben genannten Eigenschaften besitzen. Darüber hinaus wurde die Reaktion des Modells auf Immunstimulation untersucht, um die Grundlage für eine Ausweitung der Teststrategie auf verschiedene Zustände der Immunsystemsbeeinträchtigung zu schaffen. [...]