Projekt ToxPredict gestartet: Lebertoxizität vorhersagen und Tierversuche reduzieren
Bevor neue Wirkstoffe zugelassen werden, müssen sie verschiedene vorklinische Tests durchlaufen. Dabei wird getestet, ob sie krebserregend sind, Embryonen schädigen, Veränderungen des Erbguts hervorruft und auch ab welcher Dosierung eine Schädigung möglich ist. Doch einige dieser Substanzen scheitern später nach jahrelanger Forschung im Menschen, häufig weil Tierversuche die menschliche Lebertoxizität nicht immer zuverlässig vorhersagen. Das aktuell angelaufene Projekt ToxPredict setzt sich vor diesem Hintergrund zwei Ziele: Zum einen soll ein alternatives Verfahren mit menschlichen Zellen zuverlässigere Ergebnisse liefern und zum anderen sollen durch diese Alternativmethode Tierversuche reduziert werden.
Drei Forschungsteams aus dem Leibniz-Institut für Arbeitsforschung (IfADo), der Technischen Universität Dortmund und der Universität des Saarlandes entwickeln eine solche Alternative. Es handelt sich um ein kombiniertes Testverfahren aus menschlichen Zellen und Computermodellen. Dabei werden menschliche Leberzellen eingesetzt, die aus pluripotenten Stammzellen gewonnen worden sind – sogenannte Hepatozyten-ähnliche Zellen (HLC). Diese Zellen werden so optimiert, dass sie echten Leberzellen immer ähnlicher werden. Anschließend werden die HLC mit insgesamt 104 bekannten Substanzen getestet, deren Wirkung beim Menschen bereits bekannt ist. Parallel kommt ein Computermodell zum Einsatz, das aus den Laborergebnissen menschliche Blutkonzentrationen und Dosierungen ableitet. So lässt sich vorhersagen, ob eine Substanz in einer bestimmten Dosis leberschädigend wirkt.
Die Vorteile liegen auf der Hand: Im Gegensatz zu primären Leberzellen, die aus Spenderlebern gewonnen werden müssen und extrem teuer sind, sind Stammzellen unbegrenzt verfügbar. Darüber hinaus können die bisher vorgeschriebenen Tests an Tieren im regulatorischen Kontext ersetzt werden und liefern realistischere Ergebnisse dank der Verwendung menschlicher Zellen.
Einschränkend muss erläutert werden, dass die Alternativmethode Risiken identifiziert, aber keine absolute Unbedenklichkeit nachweisen kann. Es sind also weitere Tests notwendig. Und die Methode ersetzt keine Tierversuche vollständig, sondern hilft sie gezielt zu reduzieren: beispielsweise Tierversuche nach OECD-Guideline 407, 408 oder 409.
ToxPredict verbindet moderne Stammzellforschung, Computermodelle und praktische Anwendung. Im Projekt arbeiten Teams um Prof. Jan Hengstler (TU Dortmund/IfADo), Dr. Cristina Cadenas (IfADo) und Prof. Jörn Walter (Universität des Saarlandes) gemeinsam über einen Zeitraum von drei Jahren an der Entwicklung der Alternativmethode.
Mit 851.700 Euro Förderung vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) soll dieses Projekt einen Beitrag für die 3R-Forschung leisten: Das 3R-Prinzip steht für Replace, Reduce, Refine (Ersetzen, Reduzieren, Verfeinern) und setzt sich zum Ziel Tierversuche weitestgehend zu reduzieren und bessere Vorhersagen für den Menschen hervorzubringen.
Das IfADo unterstützt die »Initiative Transparente Tierversuche« und »Tierversuche verstehen – Eine Informationsinitiative der Wissenschaft«.
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