Um Tierversuche mittel- bis langfristig ersetzen zu können, entwickeln Biochemiker des Start-ups Dynamic42 GmbH menschliche Miniorganmodelle. Das neueste Modell mit menschlichen Lungenzellen könnte für die Erforschung von Coronaviren genutzt werden. Es könnte einerseits leidvolle Tierversuche ersetzen, andererseits liefert es viele wichtige Informationen zu den Infektionsmechanismen in menschlichen Lungenzellen. In seiner Serie "Arbeitsgruppe im Portrait" stellt der Bundesverband Menschen für Tierrechte wegweisende tierversuchsfreie Verfahren und das Unternehmen ausführlich vor.

Derzeit arbeiten weltweit Wissenschaftler an der Entwicklung eines Impfstoffes gegen Covid-19. Dazu setzen sie gentechnisch veränderte Mäuse, Frettchen und Primaten ein. Das Jenaer Start-up Dynamic42 setzt stattdessen auf tierversuchsfreie High-Tech-Lösungen, die sogenannte Organ-on-Chip-Technologie.

Für Coronaforschung geeignet

Die neueste Entwicklung ist ein Modell menschlicher Lungenbläschen, der sogenannte Alveolus-on-a-Chip. Dabei werden menschliche Zellen in einer Chipplattform kultiviert. Die Verwendung von humanen Zellen ist essentiell, da diese als tatsächliche Wirtszellen genutzt werden sollten, um die Infektionsmechanismen von Coronaviren, wie SARS-CoV-2, im Menschen zu erforschen. "Gerade in Zeiten, in denen die Menschheit weltweit durch Viren wie dem aktuellen Coronavirus bedroht wird, werden alle Hintergründe für die Impfstoffentwicklung benötigt. Dieses neuartige Modell könnte einerseits leidvolle Tierversuche ersetzen. Andererseits kann es viele wichtige Informationen zu den Infektionsmechanismen im Menschen liefern", sagt Dr. Christiane Hohensee, Leiterin von InVitro+Jobs, der Wissenschaftsplattform des Bundesverbandes Menschen für Tierrechte.

Chip-Technologie liefert wichtige Hintergrundinformationen Mit Hilfe des neuen Lungenbläschen-Chips konnten die Forscher bereits zeigen, dass bei gleichzeitiger Infektion von Viren und Bakterien - eine simulierte Influenza mit bakterieller Superinfektion durch Staphylokokken - die schützende innere Schicht von Blutgefäßen (Endothel) geschädigt wird. Auf diese Weise verbreiten sich Erreger und ihre giftigen Stoffwechselprodukte schneller in der Lunge und können zu teilweise schweren Lungenentzündungen führen. Das Coronavirus kann zudem eine Entzündung und das Absterben von sogenannten Endothelzellen, der schützenden Wand von Lymph- und Blutgefäßen, auslösen. Dies ist eine mögliche Erklärung, warum es in einigen Fällen zu einem Multiorganversagen beim Menschen kommen kann.

Organ-Modelle eignen sich für Giftigkeitsüberprüfungen Dynamic42 hat zudem in Zusammenarbeit mit der AG "INSPIRE" vom Universitätsklinikum Jena ein humanes Leber- und ein Darmmodell entwickelt. Die verschiedenen Modelle können miteinander kombiniert werden, wie beispielsweise Lunge und Leber. Diese Zwei-Organmodelle können für vertiefende Studien z.B. zur Giftigkeit inhalierbarer Therapeutika genutzt werden. Mit den verschiedenen humanen Organmodellen könnte beispielsweise bereits vor dem gesetzlich vorgeschriebenen Tierversuch festgestellt werden, ob ein potenzieller Wirkstoff beim Menschen in bestimmten Organen Nebenwirkungen hat. Hier kann entschieden werden, ob in die späteren Phasen der Wirkstoff-Entwicklung übergegangen wird oder bereits vor dem Tierversuch abgebrochen wird. Die Modelle könnten daher ein sehr wichtiges Tool in der präklinischen Forschung und Entwicklung sowie in Giftigkeitstests pharmazeutischer Substanzen, Chemikalien und Lebensmittelzusätze werden und dabei helfen, Tierversuche zu reduzieren.

Dringend nötig: Masterplan für eine tierleidfreie Wissenschaft

"Die Tiere werden solange leiden und sterben, bis mehr tierversuchsfreie und tierversuchseinsparende Verfahren wie dieses Modell entwickelt und verpflichtend in die Prüfvorschriften aufgenommen werden. Doch obwohl die Industrie ein großes Interesse an humanspezifischen Verfahren hat, kommt die Entwicklung der neuen Verfahren bisher nur schleppend voran. Dies muss sich dringend ändern. Deshalb brauchen wir eine umfassende Gesamtstrategie für eine tierleidfreie Wissenschaft", fordert Hohensee.

Lesen Sie das ausführliche Interview mit Martin Raasch und Dr. Knut Rennert, CEOs von Dynamic42, auf:
www.invitrojobs.com

Der Bundesverband Menschen für Tierrechte setzt sich zusammen mit vielen weiteren Organisationen für einen Ausstieg aus dem Tierversuch nach dem Vorbild der USA und der Niederlande ein (1,2). Hier kommen Sie auf die Kampagnen-Seite:
www.ausstieg-aus-dem-tierversuch.de

"InVitro+Jobs", das Wissenschaftsportal des Bundesverbandes Menschen für Tierrechte zur Unterstützung der tierversuchsfreien Forschung, informiert in seiner Reihe "Arbeitsgruppe im Portrait" über Wissenschaftler und ihre innovativen Forschungsprojekte. Im Fokus stehen neu entwickelte Methoden, ihre Evaluation sowie der Ausblick, welche tierexperimentellen Versuchsansätze gemäß dem 3R-Prinzip (reduce, refine, replace) reduziert und bestenfalls abgelöst werden können.