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Fisch auf LSD

Forscher nutzen Zebrafische für Tests neuer Medikamente

Von Katrin Zöfel

Zebrafische reagieren auf angstfördernde Substanzen ganz ähnlich wie der Mensch.
Zebrafische reagieren auf angstfördernde Substanzen ganz ähnlich wie der Mensch. (Universität Oregon)

Pharmazie.- Um Medikamente zu testen, die neuronale Leiden behandeln sollen, werden oft Mäuse oder Affen eingesetzt. Forscher aus New Orleans setzen nun auf Zebrafische. Die Tiere haben ein facettenreiches Verhalten und sind doch einfacher zu untersuchen als Mäuse oder Affen.

"Wir untersuchen, wie erwachsene Zebrafische sich verhalten, wenn wir sie in ein neues, ihnen unbekanntes Aquarium setzen."

Jonathan Cachat ist Neurobiologe an der Tulane Universität in New Orleans. Seine Versuchstiere sind Zebrafische – kleine schwarz-weiß gestreifte Fische, die seit Jahrzehnten bis ins Detail von Biologen auf ihre Genetik und ihre Entwicklung hin untersucht werden. Dass sich Neurobiologen wie Cachat für das Verhalten der Fische interessieren, ist neu.

"Jeder Fisch wird in einem unbekannten Becken erst einmal nach unten tauchen und dort bleiben. Dann macht er erste Ausflüge zur Wasseroberfläche – erst nach einiger Zeit nutzt er das ganze neue Becken für sich. Wir haben ausprobiert, wie die Fische sich verhalten, wenn wir Substanzen ins Wasser geben, von denen man weiß, dass sie beim Menschen Angst auslösen. Das Ergebnis: die Fische verlieren die Fähigkeit, das neue Becken zu erkunden: sie verharren reglos am Beckenboden."

Das heißt, die Tiere reagieren auf die angstfördernden Substanzen ganz ähnlich wie der Mensch. Cachat setzte die Fische nun weiteren Tests aus. Er ließ sie zum Beispiel zwei Wochen lang in Wasser mit Morphium oder Alkohol schwimmen, bis sie sich an die Substanzen gewöhnt hatten. Dann nahm er sie heraus und setzte sie wieder in ein unbekanntes Becken. Die Tiere zeigten wieder angstähnliches Verhalten, Verhalten also, das auch bei Menschen auftritt, denen Morphium oder Alkohol plötzlich entzogen wird.

Cachat erweiterte sein Spektrum schrittweise. Gab er bekannte angst-lösende Medikamente oder Antidepressiva ins Wasser, erkundeten die Fische das neue Becken schneller als normalweise. Die angeborene Vorsicht einem neuen Terrain gegenüber schien unterdrückt.

"Dann haben wir uns komplexere Substanzen vorgenommen, halluzinogene Drogen wie LSD oder Psilocybin aus Pilzen zum Beispiel. Fische unter LSD oder Psilocybin schwimmen viel und zügig im Becken hin und her. Auf den ersten Blick sah das gar nicht so anders aus als das, was wir schon kannten. Doch genauer betrachtet, war ihr Verhalten deutlich verändert."

Dieser Unterschied aber war nicht leicht zu charakterisieren. Jonathan Cachat suchte deshalb nach neuen Möglichkeiten, wie er die Bewegungsmuster der Tiere erfassen und unterteilen könnte. Er stieß auf die Arbeit von Schweizer Forschern. Sie hatten Computermodelle entworfen, um die Entwicklung und das Verhalten von Hurrikanen zu beschreiben. Wie bei den Fischen im Becken geht es dabei um Bewegung im Raum, das Modell ist also übertragbar.

"Wir können die Verhaltensweisen jetzt räumlich und zeitlich nachzeichnen und auswerten. So können wir typische Muster für Verhalten bei Angst, Entspannung oder unter dem Einfluss bestimmter Substanzen herausfiltern."

Jonathan Cachat und seine Kollegen hoffen, dass sie das Verhalten der Tiere bald so gut charakterisieren können, dass sie schließlich neue Substanzen, die als Medikamente für Menschen in Frage kommen, an ihren Fischen austesten können. Das Prinzip: Reagiert in ihrem Test ein Zebrafisch, der die neue Substanz A bekommt, genauso wie auf ein bekanntes Antidepressivum, kann Substanz A als potenzielles Medikament gelten und im nächsten Schritt etwa an Mäusen getestet werden.

"Wir hätten damit ein neues, sehr schnelles Testsystem. Für uns als Forscher kommt dazu, dass wir durch solche Tests viel darüber lernen können, wie das Gehirn der Tiere funktioniert und welche Substanzen es wie beeinflussen."

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