"Der Schutz des Menschen ist ein hohes ethisches Gut, der Schutz der Tiere ist aber nicht weniger wichtig"

Noch immer werden viele Medikamente zunächst an Tieren getestet. Um Tieren dieses Leid zu ersparen, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Hochdruck an alternativen Methoden. Ein Interview mit der Pharmakologin Monika Schäfer-Korting.

Monika Schäfer-Korting, Freie Universität Berlin © Bernd Wannenmacher/Freie Universität Berlin

Frau Schäfer-Korting, Sie arbeiten an der Entwicklung von Alternativmethoden zu Tierversuchen. Wie können solche Alternativen aussehen?

Alternativen zu Tierversuchen zu entwickeln, ist für die Forschung keine leichte Aufgabe. Der menschliche Organismus ist ein komplexes System. Deshalb reichen uns einfache Zellkulturen in einer Petrischale meistens nicht aus, um wirklich zu erforschen, wie ein Medikament beim Menschen wirken würde.

Was bedeutet das für Ihre Arbeit?

Damit wir einen Test machen können, der die Wirkung eines Medikaments im menschlichen Körper simuliert, brauchen wir ausgereifte Zellen, das heißt Zellen, die dem menschlichen Gewebe möglichst ähnlich sind. Dafür brauchen wir Spenderzellen, die im Labor über begrenzte Zeiträume vermehrt werden können. Gleichzeitig aber soll ein Testmodell so einfach wie möglich sein. Diesen Konflikt müssen wir in unserer täglichen Arbeit im Labor ausbalancieren.

Welche Vorteile haben die Alternativmethoden?

Die Modelle schließen Fehleinschätzungen infolge von Unterschieden zwischen Mensch und der Tierart aus, die für den Versuch eingesetzt wird.  Dies gilt auch für genetisch veränderte Tiere, sogenannte transgene Tiere, die eine dem Menschen sehr ähnliche Erkrankung entwickeln. Die eine solche Erkrankung begünstigenden menschlichen Gene werden dem Tier übertragen – aber bezüglich aller anderen Gene bleibt dies eine Ratte oder Maus.

Hautmodelle
Hautmodelle © Christian Zoschke

Gibt es bereits erste Erfolge in der Forschung?

Besonders weit fortgeschritten ist die Etablierung von Krankheitsmodellen auf der Basis rekonstruierter Organe bei den Hautkrankheiten. Modelle für das atopische Ekzem, die Schuppenflechte oder Ichthyose werden bereits in der Grundlagenforschung und Arzneimittelentwicklung eingesetzt. Auch andere Organe werden an vielen Orten der Welt rekonstruiert, bislang aber erst selten für die Arzneimittelentwicklung eingesetzt.

Und gibt es noch weitere Innovationen?

Ja, sehr neuartig ist auch die sogenannte Human-on-a-Chip Technologie. Mit ihr werden mehrere Gewebe oder Miniaturorgane in einem gemeinsamen System kultiviert. So können Effekte nicht nur an einem Organ, sondern an mehreren wichtigen Organen gleichzeitig erfasst werden. Bislang zielt diese Forschung auf die Erfassung der Toxizität, also schädigender Wirkungen von Chemikalien beispielsweise. Langfristig sollen aber die Techniken der Krankheitsmodelle mit dieser Technologie zusammengeführt werden.

Der Organ-Chip ist nicht größer als ein Smartphone. Auf ihm wachsen winzige dreidimensionale Organmodelle, die durch einen künstlichen Kreislauf miteinander verbunden sind. In haarfeinen Kanälen fließt eine blutähnliche Nährstofflösung, angetrieben von einer Mikropumpe. Sie simuliert den menschlichen Herzschlag. Ob Leber, Darm, Haut oder Niere: Der Organ-Chip spiegelt die physiologischen Abläufe im menschlichen Organismus eins zu eins wider.

Noch immer werden viele Medikamente zunächst an Tieren getestet. Warum ist das so?

Bei der Entwicklung von neuen Arzneistoffen, auch zum Schutz des Menschen bei der ersten Erprobung eines neuen Arzneimittels, greift man auf bewährte Verfahren zurück und das sind aufgrund jahrzehntelanger Erfahrungen Tierversuche. Einem Tierversuch geht aber heute meistens ein erstes Screening voraus – ohne den Einsatz lebender Tiere. Bei einem Screening wird untersucht, ob eine neue Substanz überhaupt die erhoffte Wirkung zeigt. Dazu macht man beispielsweise Versuche mit isolierten Proteinen oder an einzelnen Zellen. Das heißt bei der Suche nach prinzipiell interessanten Strukturen wird meist auf Tierversuche verzichtet.

Der Schutz des Menschen ist ein hohes ethisches Gut, der Schutz des Tieres ist aber nicht weniger wichtig. Jede Möglichkeit der Vermeidung von Leid bei Tieren ist zu ergreifen.

Monika Schäfer-Korting

Der Mensch ist ja kein Tier. Ist denn das Tier überhaupt das richtige Modell?

Das kann man leider so pauschal nicht beantworten. Bei grundlegenden Stoffwechselfunktionen, wie zum Beispiel dem Stoffwechsel von Zuckern, Eiweißen, der Signalübertragung zwischen Nervenzellen, sind Mensch und Tier sich sehr ähnlich. Es gibt aber einzelne wichtige Unterschiede, beispielsweise bei der Weiterleitung eines Signals in der Zelle. Da diese Unterschiede aber vielfach noch nicht bekannt sind, können Tierversuche auch ein für den Menschen nicht zu treffendes Ergebnis liefern.
Wir haben inzwischen auch gelernt, dass die Kommunikation zwischen den verschiedenen Zellen und Organen für die Wirksamkeit und Verträglichkeit eines Arzneistoffs wichtig ist. Diese ist bei einfachen Zellkulturen in der Petrischale nur eingeschränkt vorhanden – auch das ein Grund dafür, dass man letztendlich am lebenden Tier als einem vollständigen Organismus testet.

Das Bundesforschungsministerium hat die Entwicklung von Alternativmethoden bisher mit rund 160 Millionen Euro unterstützt. Warum ist diese Förderung so wichtig?

Alternative Testmethoden haben enorme Vorteile. Sie erlauben es, viele ungeeignete Substanzen frühzeitig zu erkennen und von weiteren Versuchen auszuschließen. Mit Alternativmethoden kann verhindert werden, dass unzureichend wirksame Arzneistoffe in die Therapie eingeführt werden. Außerdem vermindern sie das Risiko unerwünschter Wirkungen auf den Menschen, die bei Versuchen an Tieren übersehen werden. Aber die Entwicklung solcher Alternativen ist mit einem hohen experimentellen Aufwand und hohen Kosten verbunden. Sie sind ohne öffentliche Finanzierung nicht tragbar – und die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schätzen die Förderung ihrer Ideen durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung außerordentlich.

Zur Person

Monika Schäfer-Korting ist Pharmakologin und Toxikologin an der Freien Universität Berlin. Sie leitet derzeit die Berlin-Brandenburger Forschungsplattform BB3R mit dem Graduiertenkolleg "Innovationen in der 3R-Forschung - Gentechnik, Tissue Engineering und Bioinformatik". Gefördert wird das Forschungsprojekt vom Bundeministerium für Bildung und Forschung.