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Forschungsprojekt dnatox: Suche nach dem Unbekannten

Die Suche nach dem Unbekannten - das ist Thema des Forschungsprojekts dnatox, das vom Institut für Gerichtliche Medizin der Medizinischen Universität Innsbruck unter Mitwirkung des österreichischen Bundeskriminalamts und des Umweltbundesamts durchgeführt wird. Kürzlich fand das erste Partnertreffen in Wien statt, bei dem nach einem Jahr Laufzeit des Projekts erste Forschungsergebnisse präsentiert wurden.

Das Projekt dnatox unter der Leitung von Univ.-Prof. Richard Scheithauer, Direktor des Instituts für Gerichtsmedizin, gliedert sich in zwei Bereiche der österreichischen Sicherheitsforschung: die Identifizierung von Toxinen (Drogen und Giften) in Wasser und in Lebensmitteln und die Verbrechensbekämpfung durch rasche Personenidentifikation mittels neuer DNA-Analyse-Techniken. Beide Teilprojekte werden mit derselben Technik, der Kopplung der Flüssigkeitschromatographie (LC) mit der Massenspektrometrie (MS) durchgeführt.

Verseuchung von Wasser und Lebensmitteln erkennen

Trinkwasser und Lebensmittel sind potenzielle Ziele von terroristischen Aktionen. Wie die Anschläge der „Aum Sekte“ auf die Tokioter U-Bahn im Jahre 1995 zeigten, können terroristische Gruppen durchaus über fundiertes chemisches Wissen verfügen und jedwedes Gift verwenden. In diesem Zusammenhang hat die forensisch-toxikologische Analytik die Aufgabe, etwaige Gefahren für die Bevölkerung durch einen möglichst frühzeitigen Nachweis eines Toxins abzuwenden. Um sicherzustellen, dass eine maximale Zahl an chemisch unterschiedlichen Gefahrstoffen erkannt wird, müssen hocheffiziente Nachweisverfahren eingesetzt werden.

Im Rahmen des Projektes dnatox soll eine zuverlässige Methode zur Identifizierung von Giften, aber auch Drogen und Medikamenten, auf Basis der Kopplung der Flüssigkeitschromatographie mit der Massenspektrometrie (LC-MS) entwickelt werden. Zentrales Werkzeug ist dabei eine Datenbank, die charakteristische Kenndaten von chemischen Verbindungen enthält, die - ähnlich wie ein Fingerabdruck - die rasche und effiziente Identifizierung potentiell toxischer Substanzen ermöglichen. Wie Univ.-Doz. Herbert Oberacher von der Medizinischen Universität Innsbruck beim Partnertreffen in Wien vorstellte, ist es gelungen, das Analysenverfahren soweit für die Toxin-Analytik zu etablieren, dass damit bereits erste Realproben aus der forensisch-toxikologischen Fallarbeit untersucht werden konnten. Diese Arbeiten wurden in Fachzeitschriften veröffentlicht.

Terrorbekämpfung: Identifikation mit neuen DNA-Analysemethoden

Die Terroranschläge vom 11. September in den USA haben klar aufgezeigt, dass die bis dato verwendeten genetischen Marker und Methoden nur eingeschränkt für die Personenidentifizierung anwendbar sind. Mit den klassischen Methoden kann man aus minimalen oder stark zersetzten DNA-Mengen nur unzureichende Informationen gewinnen. Auch lassen diese Ergebnisse in der Regel keine Rückschlüsse auf die Herkunft einer Person zu. Daher ist es notwendig, den verwendbaren Satz an genetischen Markern um sogenannte „Single Nucleotide Polymorphisms“ (SNPs) zu erweitern. Im Rahmen des Projekts dnatox wird die Methode der LC-MS für die Analyse neuer SNP-Marker angewandt, um eine Erhöhung der Aufklärungsrate von Verbrechen zu erzielen. Auch wird dadurch die verbesserte Identifikation von Leichen ermöglicht. Wie Univ.-Prof. Walther Parson von der Gerichtsmedizin in Innsbruck bei dem Partnertreffen in Wien berichtete, wurden auch in diesem Teilbereich bereits entscheidende Fortschritte erzielt. Es konnte gezeigt werden, dass die konventionell verwendeten DNA-Marker bereits relevante SNP-Information enthalten, die durch die LC-MS-Methode abgerufen werden können. Dadurch können bestehende Datenbanken weiterverwendet und ausgebaut werden. Für die Entwicklung vollautomatischer Datenauswertesysteme ist die Firma Iplexx IT Solutions KG, Innsbruck, zuständig. Erste Software-Entwicklungen für die Datenanalyse sowohl der Toxin-, also auch der DNA-Spektren wurden abgeschlossen.

Hintergrund: KIRAS und dnatox

Das Österreichische Sicherheitsforschungs-Förderprogramm KIRAS - eine Initiative des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) - unterstützt nationale Forschungsvorhaben, deren Ergebnisse dazu beitragen, die Sicherheit für alle Mitglieder der Gesellschaft zu erhöhen. Das Programm-Management erfolgt über die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG). Das Projekt dnatox entwickelt die Kopplung von Flüssigkeitschromatographie mit der Massenspektrometrie als Werkzeug für die Toxin- und DNA-Analytik. Die Projektleitung hat Univ.-Prof. Richard Scheithauer, Direktor des Instituts für Gerichtliche Medizin der Medizinischen Universität Innsbruck. Weitere Projektpartner sind Iplexx IT Solutions KG, Innsbruck, das Umweltbundesamt GmbH in Wien, das Bundesministerium für Inneres, Bundeskriminalamt, Wien, und die Applera Austria Handels GmbH, Brunn am Gebirge. Gemanagt wird das Projekt von der CEMIT Center of Excellence in Medicine and IT, Innbruck.