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StartseiteWissenschaft im BrennpunktPetrischale statt Mäusestall27.06.2004

Petrischale statt Mäusestall

Alternativen zu Tierexperimenten

<strong>Seit zehn Jahren erst wird systematisch nach Ersatz für Tierversuche gesucht. Daran gemessen sind die Ergebnisse beachtlich: Die Zahl der Tierversuche sinkt. Waren es im Jahr 2000 noch 220.000 Tiere, die für die Wissenschaft ihr Leben ließen, so belief sich deren Zahl ein Jahr später nur noch auf 190.000. Das ist ein Rückgang um 13 Prozent allein in einem Jahr. Künstliche Haut dient als Testgelände für Chemikalien, an Augenmodellen wird gearbeitet, und Stammzellen, die in der Kulturschale spontan zu pulsieren beginnen, sollen den empfindlichen Organismus von Ungeborenen simulieren. Ein Erfolg, könnte man meinen, doch bei genauerem Hinsehen fallen andere Zahlen ins Auge: Beim Test von Chemikalien weist der Trend zwar deutlich nach unten, doch in der biologischen Grundlagenforschung steigt die Zahl der Tierversuche wieder. Die Krebsmaus und andere genetisch veränderte Modelltiere haben eine regelrechte Euphorie unter den Wissenschaftlern ausgelöst, die Folge: steigender Verbrauch von Versuchstieren. Ist damit der Traum vom schnellen Rückgang der Tierexperimente schon zu Ende geträumt? </strong>

Von Jo Schilling

Viele Wissenschaftler würden gerne auf den Einsatz von Versuchstieren verzichten (AP)
Viele Wissenschaftler würden gerne auf den Einsatz von Versuchstieren verzichten (AP)
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Das ist sozusagen unsere Spülküche für den Raum…so, dann können wir einmal eintreten.

Für die beiden Tierpflegerinnen Katja Isedor und Corinna Schwab beginnt der Tag wie immer mit Umziehen. Bodenlanger Kittel, Mundschutz, Handschuhe und Gazehaube sind Pflicht, erst wenn zwischen all dem grünen Stoff nur noch die Augen zu sehen sind, dürfen sie passieren. Wir sind im Tierstall der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung in Braunschweig: einem klimatisierten fensterlosen Raum, voll gestellt mit mannshohen Spezialregalen voller Kunststoffkästen. Es riecht nach Holzspänen und ein wenig nach Mäusedreck – immerhin leben hier 7000 Mäuse. Bis auf die Lüftungsgeräusche ist es ruhig. Die Mäuse schlafen, denn die Beleuchtungsanlage suggeriert den nachtaktiven Nagern gerade helllichten Tag. David Monner (engl. ausgesprochen), der Leiter des Tierstalls an der GBF:

Die Käfighaltung hier ist etwas besonderes, diese so genannten IBCs, also einzeln belüftete Käfige. Wir sind glaube ich die erste Tierhaltung in Deutschland, die insgesamt nur mit IBCs ausgestattet war. Der Vorteil ist hier, dass wir in Massentierhaltung, es gibt keine Ausbreitung von Keimen von einem Käfig zum anderen, weil man für jeden Käfig eine getrennte Zu- und Abluft hat.

Einige der Käfige sind leer, aber schon dick mit Spänen eingestreut und Papprollen und Haushaltspapier möbliert. Nestbaumaterial. Im Tierstall erwartet man Nachwuchs.

Vieles was wir hier machen, ist einfach neue Linien erzeugen, das heißt wir bekommen Linien, die genetisch verändert rein, dann kreuzen wir miteinander und dadurch entstehen neue Linien, das heißt die Anzahl Mäuse oder Linien, die wir hier in der GBF haben, über 100 Linien und dann 7000 Mäuse mittlerweile, davon wirklich in den Versuch gehen ganz wenige.

Mäuse sind die am häufigsten eingesetzten Versuchstiere in Deutschland. Die meisten von ihnen tragen verändertes Erbmaterial, so wie die Mäuse an der GBF, lebende Modelle, mit denen das Herz-Kreislauf-System, Krebs, Immun- und Stoffwechselkrankheiten untersucht werden.

Auch für Chemikalientests lassen Versuchstiere ihr Leben. Wer eine neue Substanz auf den Markt bringen will, muss deren Unbedenklichkeit beweisen. Die Inhaltstoffe jedes Düngers, jeder Hautcreme, des Ohrpflegemittels für den Hund und des Felgenreinigers wurden jahrzehntelang ausschließlich an Mäusen, Kaninchen und anderen Tieren getestet.

Seit einiger Zeit nun findet eine Umorientierung statt: Wissenschaftler haben begonnen nach Alternativen zu suchen. Mit mittlerweile beachtlichen Erfolgen.

Im Jahr 2000 wurden 220.000 Tiere für toxikologische Tests verbraucht. Im Jahr 2001 waren es nur noch 190.000, 13 Prozent weniger als im Vorjahr. Zellsysteme in Kulturschalen senken die Versuchstierzahlen.

Die müssen hier immer bei 37 Grad in so einer Wasserdampf gesättigten Atmosphäre, werden die dann kultiviert.... zeige ich ihnen das mal ...

An der Universität von Braunschweig, 10 Autominuten vom Tierstall entfernt, holt Stefan Reichl künstliche Haut aus seinem Brutschrank. Das Stückchen Kunsthaut ist so groß wie ein Cent, farblos und wirkt ein wenig schleimig.

Hier drunter ist so ein Polycarbonat-Filter, das ist so ein Einsatz und was man jetzt hier sieht, sind schon kleine Hautstückchen im Prinzip. Normalerweise gibt man eine Kollagenlösung mit den Fibroblasten auf und dann zieht sich das so zusammen, weil diese Fibroblasten arbeiten. Die ziehen an den Proteinsträngen und das kontrahiert sich alles so ein bisschen, deswegen sieht das so ein bisschen putzig aus, weil das alles so kreisrund ist. Das hat im Prinzip nicht groß Ähnlichkeit mit Haut, wie man es so an sich kennt.

Aber es arbeitet wie unsere Haut, und das machte die Kunsthaut auch zu einem echten Meilenstein auf der Suche nach Alternativen zu Tierversuchen. Ob ein neues Medikament oder ein neuer Dünger verkauft werden darf, entscheiden die nationalen Behörden und die wiederum richten sich nach den Vorgaben der OECD, der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung in Paris. Bislang schrieb die zum Nachweis der Unbedenklichkeit Tierversuche zwingend vor. Im Jahr 2002 hat die OECD nun erstmals eine Alternativmethode anerkannt, die völlig ohne Tierversuche auskommt: auf Grundlage der Kunsthaut.

Das Konzept hinter der Entwicklung von Ersatzmethoden heißt 3R. R steht für refine, reduce, replace. Das Ziel: das Leiden der Tiere durch bessere Versuchsdurchführungen zu verbessern – refine. Die Anzahl der Tiere für Experimente zu reduzieren – reduce. Und Tierversuche vollständig durch Reagenzglas-Methoden zu ersetzen – replace. Um Stoffe allerdings mit Ersatzverfahren tatsächlich prüfen zu können, reicht es nicht, ein Zellsystem im eigenen Labor zu entwickeln. Die Methoden müssen von der OECD anerkannt und in ihre Prüfrichtlinien für Chemikalien aufgenommen werden. Nur dann erfüllen sie eins der drei R und retten Tieren Leben.

Die deutschen Fäden für die Entwicklung von Alternativen laufen in Berlin zusammen, an der ZEBET (als Wort Zebet gesprochen), der Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch. Dr. Manfred Liebsch:

Es ist so, dass man sagen kann, voll Replacement, also voller Ersatz des Tierversuchs ist möglich zur Zeit mit vier verschiedenen Methoden auf internationaler Ebene und für alle Regulationsbereiche, also Pflanzenschutzmittel, Chemikalien als OECD Guidelines zugelassen.

Also für vier Tests reichen Zellkulturen inzwischen völlig aus. Beim Prüfen der Chemikalien muss ein ganzer Katalog abgearbeitet werden. Wie giftig ist der Stoff, wenn er verschluckt, inhaliert oder über die Hände gegossen wird? Reizt er die Augen oder die Haut, löst er Allergien aus, beeinflusst er die Entwicklung eines Embryos? Das ist nur ein Ausschnitt aus der langen Reihe der Fragen, die die Sicherheit der Verbraucher gewährleisten soll. Zumindest bei der Haut gibt es auf vier dieser Fragen inzwischen eine Antwort ohne Tierversuche.

Die vier Systeme, die zugelassen sind, ganz als vollständiger Ersatz, sind einmal zwei Korrosivitätsmethoden, die also Hautätzungen vorhersagen, dann eine Methode für Phototoxizität, die sagt voraus, wann eine Chemikalie zusammen mit Licht, wenn sie aktiviert wird eine schädlichere Wirkung bekommt, als wenn sie nicht aktiviert wird durch das Licht. Das ist eine sehr relevante Sache bei Kosmetika und bei Arzneimitteln und schließlich die vierte Methode ist die Bestimmung der Hautabsorption die man früher im Tierversuch gemacht hat und die man heute in vitro machen kann.

Dass die vier Systeme Hautsysteme sind, ist kein Zufall. Sie ist die größte der vielen Barrieren des Körpers und diese Barrieren zu simulieren, ist der Schlüssel zu erfolgreichen Reagenzglas-Methoden.

Es nützt uns gar nichts, wenn wir sagen, ein Stoff ist giftig für die Zelle und in welcher Konzentration er giftig für die Zelle ist. Wir müssen wissen, kann diese Konzentration an der Stelle vorkommen im Körper und da vorgeschaltet sind Barrieren, wie die Dünndarmbarriere, die die Aufnahme verhindert, oder die Hautbarriere, die verhindert, dass Fremdstoffe in den Körper eindringen, die Lunge. Und deshalb sind wir bei der Haut und dem Auge so weit, dass wir auf die dreidimensionalen Systeme umsteigen, weil die die Barriere mit den empfindlichen Zellen kombinieren und wenn das dann auch noch menschliche Zellen sind, haben wir zwar nicht ganz so komplexe Organe, aber wir haben Organe, die uns ganz häufig die ganz richtigen Antworten liefern.

Haut aus dem Brutschrank, gibt es inzwischen von kommerziellen Anbietern zu kaufen. Ein dreidimensionales Hautmodell ist eigentlich nichts weiter, als mehrere Schichten aus verschiedenen Sorten von Zellen. Es sind menschliche Zellen, die genauso angeordnet sind wie in der echten Haut.
Dreidimensionale Augenmodelle dagegen stehen noch am Anfang der Entwicklung. Das Auge ist zu komplex, als dass es einfach in einem Nährmedium herangezüchtet werden könnte. Für die Augenversuche greifen andere R’s. Nicht replace – Ersatz, sondern reduce und refine – reduzieren und verbessern.

Das sind organotypische Methoden, entweder mit bebrüteten Hühnereiern oder mit Rinderaugen aus dem Schlachthof, es gibt auch Hühneraugen aus dem Geflügelschlachthof und eine englische Methode, die Kaninchenaugen aus Laborkaninchen nimmt. Diese Methoden sind alle in Europa anerkannt für eine Vorhersage von stark Augen schädigender Wirkung. Wenn die allerdings negativ sind, dann sagt man, zumindest heute noch, das ist uns noch nicht sicher genug, wir wollen nicht eine einzige Erblindung haben, weil uns das Hühnerei da etwas falsches vorhergesagt hat. Aus diesem Grunde muss man die negativen Ergebnisse noch bestätigen im Tierversuch und das wissen wir jetzt aber aus einer Erfahrung von nahezu zehn Jahren in Europa, dass das dazu führt, dass nur noch ganz wenige tatsächlich schwer Augen reizende Stoffe wirklich im Tierversuch entdeckt werden.

Der Test, mit dem Augenreizungen klassisch überprüft werden, ist der so genannte Draize-Test (sprich: dräis) an Kaninchen. Rot-entzündete Augen blickten vor einigen Jahren von zahlreichen Plakaten der Tierschutzverbände. Nicht zuletzt der dadurch ausgelöste öffentliche Druck hat die Forschung an Alternativen zu diesem Test beschleunigt. Aber die Ersatzmethoden greifen nach wie vor auf Tierprodukte zurück und zur Bestätigung der Ergebnisse werden immer noch Chemikalien in Kaninchenaugen geträufelt. Zwei Gruppen entwickeln einen Ersatz aus dem Brutschrank – dreidimensionale Nachbildungen der Augenhornhaut – der Cornea. Auch wieder eine Barriere wie die Haut. Dr. Stefan Reichl von der Universität Braunschweig und Dr. Maria Engelke von der Universität Bremen.

Man muss die Hornhaut von der Haut ganz deutlich unterscheiden. Der Aufbau ist grundsätzlich ein anderer auch von den Zellarten her und durch die Hornhaut gelangen Arzneistoffe wesentlich schneller als durch Haut um ein Vielfaches, weil dort diese Permeationsbarriere, das Stratum corneum nicht vorliegt.

Bei der Cornea ist es so, ein Stoff kann schon auf der äußersten Schicht der Cornea, die ja ein 500 Mikrometer dickes Gebilde ist, toxische Eigenschaften auf die äußersten Zellschichten, das Epithel ausüben, wobei das ein Prozess ist, der nicht so schädlich ist, weil sich die Epithelzellen relativ gut regenerieren. Ein Stoff kann aber auch zum Beispiel durch die ganze Cornea hindurch wandern und dann auf dem Endothel also im inneren Teil dieser Hornhaut wirken und dazu führen, dass diese Endothelzellen ihre Funktion verlieren und die Hornhaut schwillt und da sekundäre Effekte erfolgen.

Trotzdem hat man im Auge das Problem, wenn man einen Arzneistoff ins Auge träufelt, wird der relativ schnell ausgeschwemmt. Das kennt man wenn man blinzelt, so dass nur ein Bruchteil des Tropfens dann durch die Hornhaut ins Auge diffundieren kann, das muss man auch beachten.

Wir versuchen gerade eine Kammer zu bauen, in der die künstlichen Corneas in Sechserpaaren oder Achterpaaren gelagert werden und wo man die Kammer auch bewegen kann, so dass die obere Epithelschicht immer überströmt wird mit dem Medium, in diesem Fall um die Tränenflüssigkeit so etwas zu simulieren. Was wir nicht simulieren können ist der Lidschlag und der ist ja auch sehr entscheidend und wenn das Modell so gut ist, reicht das eigentlich auch, man braucht nicht 100 prozentig das Auge nachzuahmen.

Das Labor von Stefan Reichl ist aufgeräumt und wirkt kahl. Rechts ein umglaster Arbeitsplatz für die sterilen Arbeiten, davor ein Brutschrank. Von außen sieht er aus, wie ein etwas zu groß geratener Kühlschrank.

Sie wachsen ja in Zellkulturgefäßen, also in Plastikgefäßen, können wir uns gerne mal angucken...

Hinter der Tür liegen einige Plastikgefäße auf blinkenden Edelstahllochblechen. 37 Grad Celsius, wasserdampfgesättigte Atmosphäre. Liegende Flaschen, so groß wie eine Zigarettenschachtel und einige etwas größere Kästen mit Deckel.

So sieht das aus. Das heißt also darin sind die Zellen mit Medium überschichtet, das ist eine Nährstofflösung. Die sind jetzt rot, weil dort Phenolrot als Indikator enthalten ist. Man kann also an der Farbe erkennen, ob das Medium verbraucht ist. Dann färbt sich das gelb, wenn es verbraucht ist.

Alle Gefäße sind mit einer knallroten Flüssigkeit gefüllt. Vor nicht einmal einer Stunde war Fütterungszeit und eine Mitarbeiterin hat von allen Zellen die Nährlösung abgesaugt und neue einpipettiert.

In den Flaschen werden die Zellen erst einmal herangezüchtet und vermehrt, weil man eine bestimmte Zellzahl braucht, um diese Konstrukte herzustellen.

Sechs kreisrunde Mulden, jede ist mit Nährlösung gefüllt. In ihnen züchtet Stefan Reichl das Konstrukt, wie er sagt. Am Boden ein Filter auf dem die Zellen anwachsen. Zuerst eine Schicht Endothelzellen - die Rückseite der Cornea, der Hornhaut des Auges. Sind mehrere Zelllagen gewachsen, pipettiert er eine Kollagenlösung auf – vermischt mit einer anderen Zellsorte. Das feste Gerüst der Hornhaut, das Stroma, entsteht. Dann noch die Epithelzellen, der Kontakt zur Außenwelt. 10 Tage und heraus kommt ein Gewebestückchen, das aussieht wie eine blass-gelbe Knopfbatterie.

So, das wäre jetzt ein Cornea-Konstrukt. Man schafft es nicht, dass sie komplett durchsichtig sind. Das hat verschiedene Gründe und zwar hängt diese Durchsichtigkeit der Cornea mit der speziellen Anordnung der Kollagenfibrillen zusammen und mit dem konstanten Wassergehalt von 75 Prozent und beides kann man nicht 100-prozentig imitieren.

Die ursprüngliche Idee hinter der Entwicklung des Cornea-Modells war nicht Tierversuche zu reduzieren, sondern Modelle für Arzneimittelexperimente zu haben. Als Alternative zum Draize-Test steckt die künstliche Hornhaut noch am Anfang.

Gerade was die Permeabilitätseigenschaften betrifft, konnte man ganz gut sehen, dass die Modelle sehr sehr gut sind. Was die toxischen Eigenschaften anbetrifft, sind wir erst in der Anfangsphase um zu zeigen, zeigen sie eine gute Korrelation. Die Entwicklung ist so weit, dass praktisch erst seit zwei Jahren dieses Standartmodell existiert, noch nicht mal zwei Jahre, eigentlich ist es erst ein Jahr und von der Entwicklung eines solchen Corneamodells bis zur wirklichen Validierung, das heißt, ist dieses System jetzt genauso gut, wie die in vivo Messung, gehen normalerweise fünf bis zehn Jahre ins Land

Im Tierhaus der GBF wachen langsam die ersten Mäuse auf. Es ist halb fünf Uhr nachmittags. Die Neonröhren unter der Decke sind zwar noch an, aber die Pflegerinnen haben erst kürzlich den Lichtzyklus umgestellt. Einige Bewohner haben offenbar Probleme mit der Zeitumstellung und knabbern jetzt schon mal an ihren Futterpellets.

Katja Isedor und Corinna Schwab wecken ein paar besonders bunte Mäuse.

Also drüben sind Räume, da sind wirklich komplett nur weiße Mäuse, man hat mal eine Linie dazwischen, die schwarz ist, aber hier haben wir doch gerade viele bunte Mäuse sozusagen. Weils dann halt auch neue Linien sind, anderer Stammhintergrund sozusagen, komm mal raus (klopf, klopf) haben wir diese Chimärenmäuse. Richtig schwarz-weiß sind sie ja nicht.. komm mal raus... hat ein rotes und ein schwarzes Auge. Aber sie kommt nicht. Wo ist sie hin. Sie will nicht, hat sich eingebuddelt. Ja da ist sie. Das ist unser kleines Vorführmodell mit rot und schwarz.

David Monner kreuzt die Linien so miteinander, dass neue genetische Muster entstehen, die die Wissenschaftler der GBF für ihre Infektionsforschung brauchen. Sie untersuchen die Mechanismen, die hinter Bakterieninfektionen stecken, um neue Strategien gegen die Krankheitserreger zu entwickeln. Dafür brauchen sie Mäuse, die an Streptokokken, Listerien oder EHEC (Regie: als Wort gesprochen) erkranken können. Das ist nicht selbstverständlich, denn so verwandt Mäuse mit Menschen auch sind, sie bekommen nicht die gleichen Krankheiten. Beispiel EHEC. Das ist eine bakterielle Infektionskrankheit, die fast nur Säuglinge befällt. Die Bakterien produzieren im Darm der Kinder ein Gift, das zu Nierenversagen und letztlich zum Tod der Säuglinge führt. Dieser EHEC-Erreger infiziert Mäuse nicht. Also müssen Mäuse entwickelt werden, die empfänglich für diese Infektion sind. Genmäuse.

Die meisten sind transgen. Entweder haben sie fremdes Erbgut, das reingebracht worden ist, gezielt, oder es ist ein Erbgut, das entfernt worden ist, knock-out heißt das. Bei uns fast alle Linien sind genetische Veränderungen im Immunsystem, also im Abwehrsystem, und dann heißt es natürlich die sind empfindlicher als wilde Mäuse, wenn man so will.

Während die Zahl der Versuchstiere bei den Chemikalientests kontinuierlich sinkt, steigt sie in der biologischen Grundlagenforschung deutlich an: Zwischen 2000 und 2001 um knapp 10 Prozent. Die meisten der gut 500.000 Mäuse in der Grundlagenforschung werden als Knock-out-Mäuse verwendet.

Im Regal im Mittelgang hängen Käfige mit Mäusen, die zur Forschungsgruppe von Jan Buer gehören. Er ist auf Darmerkrankungen spezialisiert. Die Forschung an EHEC zum Beispiel gehört zu seiner Gruppe.

Wir versuchen schon Modelle zu entwickeln, die es uns ermöglichen, die Anzahl der Tierversuche auf ein Minimum zu reduzieren. Der Grund ist nicht nur, dass es ethisch problematisch ist, Tierversuche durchzuführen, sondern der Grund liegt auch darin, dass man diese Versuche sehr viel schneller und besser durchführen kann, als im Tierversuch. Tierversuche durchzuführen in Deutschland, ist ein extrem aufwändiges Unterfangen. Der Aufwand ist vergleichbar, wenn man klinische Studien am Menschen durchführen muss. Das heißt für uns ist von vornherein die Arbeit im Reagenzglas viel viel einfacher. Und gerade für den Darm versuchen wir Zellkultursysteme zu entwickeln, die es uns ermöglichen die Situation im Großtierdarm möglichst optimal zu simulieren. Und dabei Prinzipien abzuleiten für die Entstehung von Entzündungskrankheiten, für die Entstehung von Infektionskrankheiten, die wir dann allerdings an irgendeinem Punkt verifizieren müssen in einem größeren komplexen Organismus.

Und dieser größere komplexe Organismus ist dann eine Maus.

Die meisten Mäuse im Tierstall der GBF führen ein kurzes steriles Familien-Leben zwischen Holzwolle, Knabberpellets und Trinkflaschen. Ein geübter Griff in den Nacken, ein kurzer Ruck am Schwanz und in einer Sekunde brechen die Tierpflegerinnen ihren Schützlingen das Genick. Das geht so schnell, dass die Mäuse nicht einmal die Zeit haben, vor Schreck ihre Blase zu entleeren. Dann werden ihnen entweder Organe für wissenschaftliche Experimente entnommen, oder sie gehören in ein Zuchtprogramm, mit dem Ziel, eine interessante Mäuselinie zu sichern. Dann entnehmen sie ihnen ihre Embryos und frieren sie ein. Freezing wird dieses Verfahren genannt.

Freezing ist auch eine Archivierung von der Linie. Also wenn die Embryonen eingefroren sind, dass die Linie gesichert ist, dann muss man das nicht als lebende Zucht weiter aufrecht erhalten, wenn keine Mäuse gebraucht werden. Dann kann man die Linie einfach beenden, man braucht die Mäuse einfach nicht mehr.

Bis zu 800 Embryonen müssen die Braunschweiger einfrieren, um die Linie zu sichern, sie also jederzeit wieder zum Leben erwecken zu können. Bei maximal 15 Embryonen pro Muttertier ist das eine ganze Reihe Mäuseleben. Andererseits ist das Produzieren und Töten vorbei, sobald die Embryobank gefüllt ist.

Das erspart vielen Mäusen das Leben. Man muss sie nicht ständig in der Haltung laufen lassen über Jahre sondern die sind dann weg und wenn man sie irgendwann einmal wieder braucht, taut man sie auf und hat sie wieder. Sehr praktisch und nimmt wenig Platz weg.

Im Jahr 2001 ist der klassische Toxizitätstest abgeschafft worden, der Leitwert für alle, die mit Chemikalien arbeiten: LD50. LD für Letale, also tödliche Dosis. Hinter dem LD50 Wert steckt die Dosis einer Chemikalie, die im Versuch die Hälfte aller Tiere, also 50 Prozent, tötet. Ein Freudenfall für Manfred Liebsch, als es damit vorbei war.

Das war ein Novum, die OECD hat ja aus ihrem Testmethodenkatalog die LD50 Methode herausgestrichen, weil wir drei Alternativmethoden haben, die alles abdecken. Es gibt keinen Bedarf mehr für die LD50. Ab dem 17. Dezember 2002. Die Zeit zwischen 2001 und 2002 ist Bürokratie, braucht keine LD50 Methode mehr anerkannt zu werden. Es macht aber auch keine Behörde mehr, weil sie ganz blöd dastehen würde. In Europa greift da wieder das Tierschutzgesetz. In Amerika ist das nicht so, aber auch da sagt jeder Mensch, wenn ich eine Methode anerkenne, die das nächste Land, zum Beispiel die Tschechei oder irgendjemand nicht anerkennen braucht, dann müssen die Leute sowieso die Alternativmethode anwenden, es bringt also gar nichts.

Mit Zellkulturmethoden wird jetzt das Gebiet der Giftwirkung eingegrenzt und statt mit 30 Tieren für eine LD50 Bestimmung, werden die Ergebnisse nur noch mit drei Tieren bestätigt. Noch kein voller Erfolg, aber immerhin eine große Erleichterung.
An einem ähnlich viel versprechenden Ersatz arbeitet Dr. Andrea Seiler. Sie ist bei der ZEBET für die Entwicklung neuer Methoden zuständig und testet die Frucht schädigende Wirkung von Substanzen an Mäusestammzellen. Ihre Fragestellung:

Kann sich der Embryo sozusagen normal entwickeln….

… auch wenn er mit dem Gift in Berührung kommt. Bisher werden für diesen Test Mäuseembryos aus trächtigen Mäusen verwendet. Andrea Seiler benötigt keine Embryos sondern Zellkulturen aus Stammzellen. Der Vorstufe eines Embryos.

Das ist eine Stammzelllinie, die über Gewebekulturbänke normal zu beziehen ist, und es werden keine Tiere dafür getötet zur Gewinnung, sondern das ist eine etablierte Zelllinie, die man praktisch bestellen kann und eigentlich jedem auch zur Verfügung steht.

Das Besondere: Die Zellen entwickeln sich nicht zu einem gewöhnlichen Embryo. Die meisten von ihnen werden zu Herzmuskelzellen und sind besonders gut zu erkennen – am Herzschlag.

Im Labor von Andrea Seiler steht auch wieder ein typischer Brutschrank, wie in Braunschweig.

Also hier werden Zellkulturarbeiten gemacht. (klack, klack) Das ist so eine Sterillösung, dass man die Hände halt steril hat, wenn man hier was anfasst, aber sie fassen ja nichts an,..., weil ich jetzt hier an den Brutschrank muss.

Auch in diesem Brutschrank stehen nur Plastikgefäße, die mit roter Nährlösung gefüllt sind. Unspektakulär und für Laien nicht von den Gefäßen für die Augen-Modelle zu unterscheiden. Andrea Seiler schaltet das Mikroskop an und sucht in den Mulden der Plastikschale.

Eigentlich wollte ich ihnen gerne schlagende Herzmuskelzellen zeigen, denn wenn die zu lange aus dem Inkubator sind, das können wir nicht machen. Da zuckt's ....... das sind die Herzen... und das ist unser Endpunkt. Wenn wir sagen, eine Substanz hat Einfluss auf die Differenzierung, dann zuckt es nicht und unter normalen Bedingungen zuckt es dann wie so kleine Herzen, das liegt daran, das wir auch diese Schrittmacherzellen haben.

Der Blick durch das Mikroskop zeigt wie viel Leben in diesen Mulden steckt. Auf einer gleichmäßigen hellen Oberfläche pulsieren gleich vier Bereiche. Die Zellinseln schlagen im Takt und ziehen die Oberfläche rhythmisch zusammen.

Und das ist sozusagen unser toxikologischer Endpunkt, wenn wir denken, diese Substanz hat kein embryotoxisches Potential, dann sehen wir halt nach 10 Tagen so ein rhythmisches Schlagen und man könnte davon ableiten, dass diese Substanz kein starkes embryotoxisches Potential hat. Bei der Validierungsstudie wurden zum Beispiel 20 Testsubstanzen blind getestet. Der den Test durchgeführt hat, wusste nicht, hat er jetzt eine starke oder schwache embryotoxische Substanz vor sich. Und in dieser Studie konnte man zum Beispiel alle stark toxischen Stoffe zu 100 Prozent richtig klassifizieren. Das heißt, wir wissen, dass stark embryotoxische Stoffe in diesem in vitro Verfahren zu 100 Prozent richtig erkannt werden.

Das Verfahren funktioniert, hat viele Tests durchlaufen und steht im Prinzip als Alternative zum Tierversuch zur Verfügung. Aber damit die Behörden ihn offiziell als Methode zulassen, müssen die Entwickler noch eins draufsetzen.

Momentan sind wir dabei den Test weiter zu entwickeln, gemäß den Vorschlägen der Regulatoren. Zum Beispiel manche Substanzen werden erst embryotoxisch, wenn sie verstoffwechselt werden und der embryonale Stammzelltest, so wie er entwickelt worden ist, hat keine hohe eigene metabolische Aktivität.

Wenn also die Mutter eine Substanz zu sich nimmt und ihre Leber den eigentlich harmlosen Stoff zu einem Gift für den Embryo umbaut. Aber auch ohne behördliche Zulassung – die nur eine Frage der Zeit ist – fristet der Test kein Schattendasein in den Brutschränken der ZEBET.

Man kann den Test zum Beispiel in der Arzneimittelforschung einsetzen als Filter. Dass ich erst einmal die ganz stark embryotoxischen Stoffe so in vitro Verfahren herausfiltere. Erst mal hat der Arzneimittelhersteller vielleicht gar kein Interesse so einen Stoff weiter zu entwickeln und zweitens kann man damit auch schon jetzt vermeiden, dass die stark embryotoxischen Stoffe in den belastenden Tierversuch kommen. Es hat auch jetzt schon, obwohl es noch keine regulatorische Akzeptanz hat, hat so ein Test aber für die Arzneimittelindustrie Vorteile so etwas einzusetzen, also da wird er auch eingesetzt.

Die Tierpflegerinnen im Tierhaus bereiten sich auf den Feierabend vor. Wenn sie gehen, geht auch bald das Licht aus und für die Mäuse beginnt der Tag. Nach Möglichkeit arbeiten die Pflegerinnen nicht, wenn die Mäuse aktiv sind, denn wenn einige Tausend Kleinnager ihre Wasserflaschen und Futtervorräte bearbeiten, entsteht eine ganz beachtliche Geräuschkulisse.

Wenn die aufwachen, dann ist das wirklich innerhalb von fünf bis zehn Minuten, dann fangen die ersten an wach zu werden. Man kann wirklich auf die Uhr gucken, spätestens nach 10 Minuten sind die alle wach und überall kraspelts. Man merkt es schon eine halbe Stunde vorher. Und dann fängt es halt an laut zu werden.

Die GBF musste kürzlich ausbauen und auch andere biotechnologische Forschungseinrichtungen erweitern ständig ihre Tierhäuser. Sie sind der Preis für den medizinischen Fortschritt, betont Jan Buer.

Grundkonzepte zum Beispiel über die Entstehung von Krebserkrankungen über Diagnostik von Leukämien, all das ist im Tierversuch erarbeitet worden, die Maus ist da ein ganz wichtiges Modelltier und hat dann dazu geführt, ganz neue Therapiekonzepte abzuleiten. Zum Beispiel die Transplantationsmedizin wäre nie ohne Tierversuche entstanden.

Ob das Züchten neuer Knieknorpel für Arthrosepatienten, neue Herzklappen aus dem Brutschrank - alle diese Methoden basieren letztlich auf Tierexperimenten.

Die Entwicklung der Alternativen dagegen steht noch am Anfang und greift bisher vor allem bei den Chemikalientests – nicht bei der Grundlagenforschung. Die ZEBET als zentrale Koordinierungsstelle existiert überhaupt erst seit 1990. Daran gemessen sind die Fortschritte bei den Ersatzmethoden beachtlich.

In den ersten 10 Jahren konnte die Anzahl der Versuchstiere in Deutschland insgesamt um über eine Million gesenkt werden

Wie geht es weiter? Schrumpfende Forschungsbudgets in fast allen Bereichen der Wissenschaft treffen auch die Forschung an den Ersatzmethoden. Die Experten wagen keine Prognosen und der vollständige Verzicht auf Tierversuche ist nicht mehr als eine Vision. Aber vielleicht eröffnen gerade die Forschungsarbeiten, die in den letzten Jahren den Abwärtstrend bei den Tierversuchszahlen wieder abbremsen, neue Perspektiven: die Genexperimente.

Ich denke, dass wir in einem Jahrhundert leben, in dem wir einmal die Technologie haben, das wir mit ganz anderen neuen Markern die Gefährlichkeit von Stoffen beschreiben können werden. Ansatzweise ist das jetzt da, man guckt sich an mit diesen Toxchips welche Gene angeschaltet werden bei bestimmten giftigen Chemikalien, man wird das korrelieren mit Ereignissen, die wir sicher bei Menschen kennen und man wird irgendwann dahin kommen, dass uns das Anschalten von Genen ganz viel mehr sagt, als vielleicht der Tierversuch und dann wird er zum Anachronismus. So weit sind wir noch nicht.

Ich denke, jeden Tierversuch auf den man verzichten kann, den sollte man nicht durchführen, aber die Erkrankungen mit denen wir uns hier beschäftigen um die es uns geht, das sind eben schwerste Erkrankungen an die ein enormes Leiden bei Patienten geknüpft ist, Krebserkrankungen, Infektionskrankheiten zählen immer noch zu den Haupttodesursachen und sind auch beim Patienten mit einem enormen persönlichen Leid verbunden also das sind nicht irgendwelche Trivialitäten, um die es uns hier geht. Die Tierversuche sind eine hohe Hypothek, die man da zu zahlen hat auf dem Weg zu einer neuen Therapie aber in den Bereichen nach wie vor nicht ersetzbar.

Ich habe erlebt, wie man Anfang der 90er Jahre am Katzentisch saß, als jemand, der vielleicht eine spinnerte Idee hat und wie ab Mitte der 90er Jahre plötzlich Leute gesehen haben, es geht ja doch und wir kriegen ja doch was hin und wir kriegen es sogar bis zur weltweiten Akzeptanz. Das hat schon so einen Stimmungswechsel in einem selbst erzeugt, das man sagt, o.k. wir dürfen das nicht überinterpretieren, wir haben sehr komplexe Fragestellungen die wir vielleicht nicht so schnell in den Griff kriegen, aber wenn man da mit ein bisschen Verbissenheit dran bleibt und wenn man vor allen Dingen diesen Paradigmenwechsel auch in die Köpfe der Leute hineinbekommt, dann arbeiten mehr Leute dran, die jetzt klassisch vielleicht noch am Tierversuch hängen, ich sehe das positiv.

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