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Warum können Tierversuche noch nicht vollständig mit tierversuchsfreien Methoden (sog. «Alternativmethoden») ersetzt werden?

Der Einsatz von tierversuchsfreien Methoden wie Zell- und Gewebekulturen, Computersimulationen oder sog. «Organ-Chips» ist Alltag in der biomedizinischen Forschung. Insbesondere dann, wenn ein biologisches System bereits gut erforscht ist, können solche Methoden Tierversuche reduzieren oder ersetzen.

Bei vielen Forschungsfragen ist es aber noch nicht möglich, ohne Erkenntnis- und Sicherheitsverlust komplett auf Tierversuche zu verzichten. Die erwähnten Methoden können die Komplexität biologischer Systeme und insbesondere die Interaktionen verschiedener Zelltypen und Organe bisher nur ungenügend abbilden.

Es gibt mittlerweile eine Reihe von Methoden, die Tierversuche unterstützen oder gar ersetzen. Diese werden im vorliegenden Text als «tierversuchsfreie Methoden» (oft auch «Alternativmethoden» genannt) zusammengefasst. Tierversuchsfreie Methoden beinhalten u.a. Zellkulturen, Gewebekulturen, «Organ-On-A-Chip»-Ansätze oder Computersimulationen [1]. Vielfach ergänzen sie einen Tierversuch und reduzieren damit die Zahl der Tiere, die in der präklinischen Forschung notwendig sind oder können sie - in Bezug auf spezifische Fragen - ganz ersetzen. So wurde vor Kurzem ein an der Eawag (Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz) mitentwickelter Toxizitätstest zugelassen, mit dem sich gewisse Tierversuche an Fischen komplett ersetzen lassen [2]. Auch bei tierversuchsfreien Methoden spielen jedoch tierische Produkte und/oder Resultate aus Tierversuchen eine Rolle. Zell- und Gewebekulturen stammen bisweilen von Tieren und brauchen oft Nährmedien, die aus Tieren gewonnen werden (z.B. das sog. «fötale Kälberserum»).

Tierversuchsfreie Methoden eignen sich insbesondere für Situationen, in denen ein biologisches System schon gut erforscht und die Forschungsfrage eng definiert ist, wie zum Beispiel in der Toxikologie oder der Pharmakologie [3]. Insbesondere in der biomedizinischen Grundlagenforschung ist das jedoch selten der Fall, sodass das komplexe Zusammenspiel von Zellen und Organen unter dem Einfluss von Nerven-, Immun- und Kreislaufsystemen am lebenden Organismus erforscht wird. Auch in der Medikamentenentwicklung ist es deshalb gesetzlich vorgeschrieben, dass eine Testsubstanz zuerst mit Tierversuchen auf Wirksamkeit und Sicherheit überprüft wird, bevor sie am Menschen getestet wird. Denn tierversuchsfreie Methoden können bis anhin u.a. nicht vollständig die ungleiche Verteilung eines Wirkstoffes innerhalb eines Körpers voraussagen, die Verstoffwechselung eines Medikaments zu potentiell giftigen Abbauprodukten identifizieren oder die komplexe Abgrenzung einzelner Organsystemen modellieren [4].

Tierversuche leisten deshalb in vielen Bereichen der Biomedizin einen wesentlichen Beitrag bei der Entwicklung von Therapien für Mensch und Tier wie auch in der Grundlagenforschung. Sie sind neben Versuchen am Menschen bislang die einzige Möglichkeit, die Auswirkungen eines neuen Medikaments auf einen ganzen Organismus mit all seinen Organen und den komplexen Wechselwirkungen innerhalb des Körpers abzubilden. Aus diesem Grund kommt ihnen auch bei der Prüfung der Sicherheit und Wirksamkeit von Medikamenten eine Schlüsselrolle zu [5]. Um Tierversuche zu reduzieren und die Reproduzierbarkeit sowie Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Menschen zu verbessern, werden Tiermodelle kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert.

Darüber hinaus sind für die Validierung sowie für die Entwicklung von tierversuchsfreien Methoden weiterhin Tierversuche notwendig [6]. Dies ist besonders wichtig bei Krankheiten, die sich über eine lange Zeit auf den Gesundheitszustand des Menschen auswirken oder gesamte Organsysteme betreffen, z.B. Krebs sowie immunologische oder neurodegenerative Krankheiten [4]. Auch bei der Erforschung von hochkomplexen Organen wie beispielsweise dem Gehirn oder in der Verhaltensforschung leisten Tierversuche weiterhin einen wichtigen Beitrag, der sich ohne Erkenntnisverlust nicht mit tierversuchsfreien Methoden ersetzen lässt.

Mehr zu diesem Thema finden Sie auf dem Themenportal «Tierversuche erklärt» der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz [7].

Das ist ein Beitrag des Themendossiers «Tierversuche in der Schweiz».

Hier geht es zur Dossierübersicht.

Referenzen

[1]

Für einen ausführlichen Überblick über verschiedene Methoden und Ansätze, siehe "The Paradigm Shift: Advanced Animal-free Approaches" in: Herrmann, Kathrin, and Kimberley Jayne. Animal experimentation: Working towards a paradigm change. Brill, 2019.

[2]

Eawag (2021), Eawag-Test mit Fischzellen ersetzt Tierversuche, https://www.eawag.ch/de/news-a...

[3]

Freires, I. A., Sardi, J. D. C. O., de Castro, R. D., & Rosalen, P. L. (2017). Alternative animal and non-animal models for drug discovery and development: bonus or burden?. Pharmaceutical research, 34(4), 681-686.

[4]

Garattini, S., & Grignaschi, G. (2017). Animal testing is still the best way to find new treatments for patients. European Journal of Internal Medicine, 39, 32–35.

[7]

Akademie der Naturwissenschaften, Tierversuche erklärt, Tierversuchsfreie Methoden, https://naturwissenschaften.ch...

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Autor*innen

Autor*in

Team Entwicklung & Qualität und Dossierverantwortlicher "Verantwortungsvolle Tierversuche"

Jonas Füglistaler schloss seinen Master in Biotechnologie an der ETH Zürich ab. Seither arbeitet er im pharmazeutischen R&D Bereich und studiert berufsbegleitend Biostatistik an der UZH. Sein besonderes Interesse gilt neuen Erkenntnissen aus verschiedenen wissenschaftlichen Diziplinen, die zum Fortschritt der Medizin beitragen.

Autor*in

Pascal Broggi studiert im Master Molecular Bioenginnering an der ETH Zürich. Momentan arbeitet er als Praktikant im Pharmakologie Department von Roche, wo er an der Entwicklung von 3D-Zellmodellen forscht, die für die Validierung der Medikamentenwirkung verwendet werden können. Sein besonderes Interesse gilt sogenannten Organ-on-a-chip Systeme, die funktionelle Organeinheiten nachahmen und zum Fortschritt der Medizin beitragen sollen.

Der vorliegende Beitrag gibt die persönliche Meinung der Autor*innen wieder und entspricht nicht zwingend derjenigen von Reatch oder seiner Mitglieder.

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