Ausgezeichnet: Der Chip als Alternative zum Tierversuch

Bevor ein Medikament zugelassen wird, durchläuft es einen langen Prüfungsprozess: Die Substanz wird im Labor und im Tierversuch getestet, erst im Anschluss können klinische Studien durchgeführt werden. Um die Tierexperimente auf ein Minimum zu beschränken, forschen die IfADo-Wissenschaftler an Alternativen, wie beispielsweise einem Chip. Auf diese Weise könnten Substanzen früh im Entwicklungsprozess auf Risiken getestet werden. Dafür wurden die Forscher jetzt mit einem internationalen Preis ausgezeichnet.

© Understanding Animal Research/Wellcome Images
Um Tierexperimente auf ein Minimum zu beschränken, forschen die IfADo-Wissenschaftler an Alternativen, wie beispielsweise einem Chip. © Understanding Animal Research/Wellcome Images

Als Richtlinie in der Forschung mit Tieren gilt das ethische Prinzip der „3R“: replace (vermeiden), reduce (verringern) und refine (verbessern). Dr. Rosemarie Marchan, Leiterin der Nachwuchsgruppe Zelluläre Toxikologie am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund, und Prof. Dr. Jan Hengstler, IfADo-Institutsleiter, sind jetzt mit dem „Global 3R Award“ für innovative Beiträge in der tierexperimentellen Forschung ausgezeichnet worden. Im Verbund mit Wissenschaftlern von der ETH Zürich, der belgischen KU Leuven und der ägyptischen South Valley Universität haben Marchan und Hengstler den Einsatz von Chipsystemen als Alternativmethode zum Tierversuch erforscht.

Jeder Chip ist in etwa so groß wie ein Smartphone und beherbergt kleine Kammern, in denen jeweils verschiedene Zelltypen kultiviert werden können, welche über Kanäle miteinander verbunden sind. Per Computer können die Forscher den Zellfluss gezielt steuern. Der Chip soll so zu einer Art Miniorgan werden.

Um Tierexperimente auf ein Minimum zu beschränken, forschen die IfADo-Wissenschaftler an Alternativen. Dafür wurden sie jetzt mit einem internationalen Preis ausgezeichnet.
IfADo-Forscherin Dr. Rosemarie Marchan im Labor. @IfADo

In der jetzt ausgezeichneten Studie hat das Team um Marchan und Hengstler Leberzellen der Ratte und Tumorzellen aus dem Darm auf den Chip aufgebracht, um die Wirkung eines Medikaments zu testen. Der Wirkstoff wurde zunächst in die Kammer mit den Leberzellen geführt, durch die Interaktion aktiviert und in die Darmzellenkammer weitergeleitet. In der Praxis findet diese Testprozedur bisher in nach Zelltypen getrennten Petrischalen statt.

Die Bedingungen durch den Chip-Einsatz kämen bei bestimmten Aspekten der in vivo Situation näher, sagt Dr. Rosemarie Marchan, Mitautorin der Studie. „Das heißt aber nicht, dass sich beispielsweise eine Leberzelle unter Laborbedingungen genauso verhält wie im lebendigen Organismus“, schränkt Marchan ein. Die Preisverleihung findet am 2. November in Charlotte im US-Bundesstaat North Carolina statt.

Der Preis:
Der „Global 3R Award“ zeichnet bedeutende und innovative Beiträge zu den 3Rs in der tierexperimentellen Forschung und Beiträge zur Förderung ethischer Forschung aus. Verliehen wird der mit 5000 US-Dollar dotierte Preis von den zwei Non-Profit-Organisationen „The Consortium for Innovation and Quality in Pharmaceutical Development” (IQ) und der „Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International” (AAALAC).

Die Publikation:
Jin-Young Kim, David Fluri, Rosemarie Marchan, Kurt Boonen, Soumyaranjan Mohanty, Prateek Singh, Seddik Hammad, Bart Landuyt, Jan Hengstler, Jens Kelm, Andreas Hierlemann, Oliver Frey (2015) 3D spherical microtissues and microfluidic technology for multi-tissue experiments and analysis. Journal of Biotechnology 205, S. 24-35., Doi: 10.10.16/j.jbiotec.2015.01.003