Alternative: Organmodel als Ersatz für Tierversuche

Tierschutz-Forschungspreis: Leber auf dem Chip ersetzt Tierversuche

Der Tierschutz-Forschungspreis des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geht in diesem Jahr nach Jena: Bundeslandwirtschaftsminister Christian Schmidt hat Dr. Alexander Mosig vom Uniklinikum Jena und seine Arbeitsgruppe Inspire für ihre Forschung zu Alternativmethoden ausgezeichnet.

Millionen überflüssiger Tierversuche

Laut einer EU-Statistik wurden im Jahr 2011 über elf Millionen Tiere in Forschung und Entwicklung eingesetzt, der Großteil davon in Tests. Manchen Experten zufolge sind Tierversuche in der Medizin völlig unnötig, doch noch immer müssen weltweit unzählige Tiere für die Erprobung von Arzneimitteln oder auch Chemikalien und Kosmetika sterben. Es ist daher erfreulich, dass viele Forscher an Ersatzmöglichkeiten zu Tierversuchen arbeiten. Einer von ihnen ist Dr. Alexander Mosig vom Uniklinikum Jena. Der Wissenschaftler wurden nun mit dem Tierschutz-Forschungspreis ausgezeichnet.

Geeignete Alternativen zu Tierversuchen

Der Wissenschaftler PD Dr. Alexander Mosig vom Universitätsklinikum Jena ist mit dem Tierschutz-Forschungspreis des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) ausgezeichnet worden.

Der Preis würdigt die von dem Forscher und seiner Arbeitsgruppe entwickelten Biochips, mit dem beispielsweise Blutgefäße, der Darm und die Leber nachgebildet werden können.

Erste Untersuchungen zeigen: Organmodelle, die auf diesen Chips basieren, sind geeignete Alternativen zu Tierversuchen. An ihnen können zum Beispiel Folgen einer bakteriellen Infektion oder neue Wirkstoffe für Arzneimittel erforscht werden.

Leber aus Tanks und Schläuchen

Kleine Flüssigkeitstanks sind an den Kunststoff-Objektträger angeschlossen, schmale Hohlräume in seinem Inneren mit Zu- und Abflüssen verbunden – das Aussehen des Biochips ist weit entfernt von dem einer menschlichen Leber.

Aber in der Funktion kommt das Modell dem Organ schon sehr nahe. Denn in ihm sind nicht nur alle relevanten Zelltypen der Leber strukturell korrekt angeordnet, die Zellen erfüllen auch ihre Stoffwechsel- und Gewebefunktionen – und das über mehrere Wochen hinweg.

Die kleinen Tanks und Schläuche sind der Schlüssel dafür, sorgen sie doch für die richtigen Strömungsbedingungen im Chip-Organ.

„Durch ein Mikroflusssystem können wir für eine realitätsnahe Perfusion sorgen, die erst die spezifische Kommunikation zwischen den Zelltypen und die gegenseitige Stabilisierung ermöglicht“, so Alexander Mosig in einer Mitteilung der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Mit Hilfe von Sensoren können wir sogar die Sauerstoffsättigung gezielt regulieren.“

An den Gewebemodellen menschlicher Organe, die der 41-jährige Biochemiker mit seiner Arbeitsgruppe Inspire im Zentrum für Sepsis und Sepsisfolgen des Uniklinikums Jena entwickelt, können gezielt Aspekte von Organfunktionen unter Laborbedingungen untersucht werden.

Bislang war das nur im Tierversuch möglich. Mosig sieht den Organ-Chip klar im Vorteil: „Wir arbeiten hier mit menschlichen Zellen und Gewebemodellen, so dass die Aussagekraft der Versuche viel größer ist als bei Versuchen mit Nagetieren.“

Organchip-Technik mit Potenzial

Das Inspire-Team setzte die Organ-Biochips schon in Kooperationsprojekten mit Medizinern, Chemikern und Pharmakologen ein, in der Grundlagenforschung zur Untersuchung der Ursachen von Entzündungen und Infektionen, aber auch bei der Entwicklung neuer Therapieoptionen.

Zum Beispiel entwickelten sie das Modell einer Leber, deren Funktion entzündungsbedingt gestört ist. Die „Leber auf dem Chip“ zeigte dabei spezifische Immunreaktionen und war zudem zu Regenerationsprozessen in der Lage.

Die Organchip-Technik floss auch in die Entwicklung eines humanen Krebsmodells ein, an dem der Wirkmechanismus einer Antitumor-Substanz aufgeklärt wurde.

Für die Testung von Nanotransportern als Wirkstoffträger haben die Wissenschaftler um Mosig die Blut-Hirn-Schranke auf dem Chip nachgebildet.

Sie arbeiten an einem Modell dieser Barriere zwischen Blutkreislauf und Zentralnervensystem, das wichtige Aspekte entzündlicher Nervenerkrankungen aufweist und bei der Optimierung der Wirkstofftransporter eingesetzt werden soll.

„Wir konnten unsere Organchip-Systeme bereits mehrfach anstelle von Tierversuchen einsetzen und damit einen Beitrag zur Reduktion und Vermeidung von Tierversuchen leisten“, so der Preisträger.

„Unsere Gruppe arbeitet an Organ-Modellen von Darm, Lunge, Knochen und Niere, um die Technik als Alternative zu Tierversuchen für die Infektionsforschung, die Wirkstofftestung und perspektivisch auch für toxikologische Untersuchungen zu etablieren.“

Tierschutz-Forschungspreis

Für dieses Engagement erhielt Alexander Mosig den diesjährigen Tierschutz-Forschungspreis, der mit 25.000 Euro dotiert ist. Mit dem Preis zeichnet das BMEL bereits zum 36. Mal innovative, wissenschaftliche Arbeiten aus, durch die Tierversuche reduziert oder ersetzt werden können.

Bundeslandwirtschaftsminister Christian Schmidt sagte bei der Preisverleihung: „Mein Ziel ist es, Tierversuche auf das unerlässliche Maß zu beschränken und Versuchstieren den bestmöglichen Schutz zu gewährleisten.“

Laut dem BMEL dürfen schon nach derzeitiger Rechtslage Tierversuche nur durchgeführt werden, soweit sie zu einem der nach dem Tierschutzgesetz erlaubten Zwecke unerlässlich sind.

Die Experten meinen, dass trotz zahlreicher Erfolge bei der Entwicklung von Alternativmethoden zum Tierversuch nach dem gegenwärtigen Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse auf Versuche am Tier noch nicht verzichtet werden kann.

Das heißt: Es muss weiter an Alternativmethoden zum Tierversuch geforscht werden, um Tierversuche vollständig zu ersetzen oder deren Anzahl zu verringern. (ad)