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Tierschutzforschungspreis

Weniger Tierversuche durch Hirn-Modelle

Bisher müssen viele Versuchstiere für Studien und Wirkstoff-Tests in der Hirnforschung leiden. (Bild: filo/iStock)

Organoide statt Maus und Co: Für ihre Erfolge bei der Herstellung von Nerven-Gebilden für Experimente und Wirkstoff-Tests haben deutsche Wissenschaftler den Tierschutzforschungspreis 2021 erhalten. Ihr besonderer Verdienst ist die Entwicklung eines automatisierten Zuchtverfahrens, durch das die Hirn-Modelle standardisiert und in hoher Zahl produzieren werden. Sie können damit Versuchstiere für die Erforschung neurologischer Erkrankungen und für Medikamententests in einem erheblichen Umfang ersetzen, begründet das Bundeslandwirtschaftsministerium (BMEL) die Auszeichnung.

Tiere zu quälen, ist moralisch verwerflich und unter normalen Umständen auch verboten. Doch von dieser Regel gibt es bekanntlich Ausnahmen: Tierleid wird bei Tierversuchen in der Grundlagenforschung sowie für die medizinische Entwicklung in Kauf genommen. Es ist sogar gesetzlich vorgeschrieben, neue Wirkstoffe in Tierversuchen auf Wirksamkeit und Nebenwirkungen zu testen. Außerdem können Tierversuche für die Erkennung von umweltgefährdenden Einflüssen erforderlich sein. Es handelt sich also um ein notwendiges Übel – das es allerdings bestmöglich einzuschränken gilt. Diesem Ziel ist der mit 25.000 Euro dotierte Tierschutzforschungspreis gewidmet. Damit will das BMEL die Entwicklung und Erforschung von Alternativmethoden zu Tierversuchen würdigen und vorantreiben.

Weniger Tierversuche in der Hirnforschung

In diesem Jahr hat sich das Komitee für die Auszeichnung der Erfolge von Jan Bruder und Henrik Renner vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster entschieden. Sie arbeiten an der Entwicklung von Verfahren, die der neurologischen Forschung zugute kommen sollen. Dabei handelt es sich bisher um einen Bereich mit hohem Bedarf an Tierversuchen: Um die Funktionsweise von Nervengeweben aufzuklären und Medikamente gegen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Depression zu entwickeln, nutzen Forscher die Gehirne von Maus und Co als Modelle. Dies ist oft mit erblichem Leid für die Versuchstiere verbunden. Es gab zwar bereits Ansätze, bei Versuchen auf Nerven-Zellkulturen auszuweichen. Doch die herkömmlichen Verfahren führten zu Strukturen, die sich nur begrenzt mit menschlichem Hirngewebe vergleichen ließen.

Seit einigen Jahren hat allerdings ein neues Verfahren in die Hirnforschung Einzug gehalten: die Organoid-Technik. Dabei werden im Labor Stecknadelkopf-große Nerven-Gebilde gezüchtet. Sie bilden sich aus speziellen neuralen Vorläuferzellen, die spontan selbst Gewebestückchen formen und sich darin komplex vernetzen. Durch ihre dreidimensionale Anordnung ahmen sie dabei die charakteristischen Eigenschaften des natürlichen Hirngewebes besser nach als herkömmliche Zellkulturen. Doch für einen breiten Einsatz und damit möglichen Ersatz für Versuchstiere war das Verfahren zu unergiebig und aufwendig, da die Organoide einzeln von Hand hergestellt werden mussten.

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Vollautomatische Herstellung

Ein wichtiger Erfolg der Arbeit von Bruder und Renner ist nun die Entwicklung eines Verfahrens, durch das sich Organoide verschiedener Gehirnregionen tausendfach parallel züchten und für die Wirkstoffentwicklung einsetzbar machen lassen. In einem vollautomatischen Verfahren erzeugen die Wissenschaftler dabei mit einem Pipettierroboter die Keimlinge der Gebilde in großer Anzahl. Dank der Einheitlichkeit bilden sich aus ihnen dann standardisierte Organoide, die sich für die Erforschung von Erkrankungen sowie Tests von Wirkstoffen auf Nervengewebe besonders eignen.

Vor allem für die Parkinson-Forschung ist der Fortschritt mit Tierschutz-Effekt wichtig: „Wir können mit unseren Mittelhirn-Organoiden das Absterben von dopaminergen Nervenzellen in einem aktiven, menschlichen Gehirn-ähnlichem Gewebe beobachten – dieselben Zellen, die auch bei Parkinson bevorzugt Schaden nehmen. Sie haben großes Potenzial, die nächste Generation eines neuartigen Krankheitsmodells für diese Erkrankung zu werden. Außerdem können wir die Auswirkung von Giften wie zum Beispiel Pestiziden auf die Organoide vollautomatisch bestimmen“, sagt Bruder.

„Ich gehe davon aus, dass unser System mittelfristig wenigstens einen Teil der Tierversuche in der neurologischen und pharmakologischen Forschung überflüssig machen wird. Wirkstoffe, die in unserem Versuchssystem toxisch wirken oder nicht ausreichend wirksam sind, könnten frühzeitig aus der Entwicklung ausgeschlossen werden und müssten überhaupt nicht mehr in Tieren getestet werden“. Für ihre weitere Entwicklungsarbeit mit Effekt für den Tierschutz können sich Bruder und Renner nun also über 25.000 Euro Zuschuss freuen.

Quelle: Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin

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Gu|ar|ne|ri  〈f. 10; Mus.〉 in der Werkstatt der ital. Geigenbauerfamilie Guarneri angefertigte Geige (aus dem 17. u. 18. Jh.)

Am|mo|ni|um|chlo|rid  〈[–klo–] n. 11; Chem.〉 anorgan. Verbindung aus Ammoniak u. Salzsäure, vielseitig verwendete Chemikalie, u. a. als Düngemittel, in Salmiakpastillen enthalten, wirkt als Hustenmittel; Sy Salmiak … mehr

Äthin  〈n.; –s; unz.; Chem.〉 = Ethin

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