Forscher entwickeln Zellkulturen gegen Tierversuche

Wenn Forscher herausfinden wollen, wie eine Substanz auf Menschen wirkt, greifen Sie in oftmals zu Tierversuchen. In einigen Fällen gibt es dennoch bereits Alternativen, wie etwa die Arbeit mit Zellkulturen, an denen die Auswirkungen studiert werden können, ohne einem Tier Leid zuzufügen. An der FH Campus Wien arbeiten Forscher daran, solche zellbasierten Testsysteme zu verbessern. “Zellen reagieren auf Substanzen wie Toxine, aber manchmal ist das schwach ausgeprägt und schwierig sichtbar zu machen. Wir arbeiten daran, die Methoden zu verbessern”, sagt Thomas Czerny von der FH Campus Wien im Gespräch mit der futurezone.

Um die Auswirkungen von Substanzen zu testen, haben die Forscher Zellkulturen gezüchtet, in denen sie ein Enzym eingeschleust haben, das bei Aktivierung eines bestimmten Signalweges leuchtet. Diese Signalwege sind ein komplexes System, das als Kommunikationsinfrastruktur der Zellen dient. Gibt es einen Kontakt mit einer bestimmten Substanz, wird sehr selektiv ein passender Signalweg ausgelöst. “Die Zelle merkt, dass ein Toxin zugegen ist und ergreift eine bestimmte Maßnahme. Dieser Signalweg löst einen Prozess im Zellkern aus. Hier haben wir das genetische Programm eingeschummelt, das dann ein Enzym zum Leuchten bringt”, sagt Czerny.

Tiere retten

So lassen sich etwa Kunststoffe darauf testen, ob sie Kontaktallergien auslösen. Dazu kommen Kulturen aus menschlichen Zellen zum Einsatz. Geprüft wird hier, ob oxidierende Substanzen in der Probe vorhanden sind. Die Methode wurde an der FH weiterentwickelt und funktioniert jetzt zuverlässiger und selektiver. Auch eine grundsätzliche Prüfung der Toxizität einer Chemikalie lässt sich mit den Zellkulturen vornehmen. Ein kompletter Ersatz für Tierversuche können die zellbasierten Testsysteme aber auch nach der Verbesserung der Methode nicht sein. “Zellkulturen sind immer eine Vereinfachung, weil sie nur eine Näherung für komplexe Zellverbände sein können. Wir können Tierversuche nicht gänzlich ersetzen, aber in vielen Bereichen könnte so zumindest bei den Vortests auf Experimente an lebenden Tieren verzichtet werden”, sagt Czerny.

Bei Kosmetika oder der Prüfung der Verträglichkeit von Kunststoffen können die Zellkulturen so tatsächlich helfen, Tiere vor einem Schicksal als Versuchsobjekte zu bewahren. In der Pharmaindustrie, wo es strenge Vorschriften gibt, ist die Situation aber schwieriger. “Auch hier gibt es Bestrebungen, Tierversuche zu minimieren. Es gibt bei der Entwicklung neuer Medikamente oft viele Kandidaten für Wirkstoffe. Hier könnten Zellkulturen helfen, eine Auswahl zu treffen. Dann müssten Tierversuche erst in der Schlussphase eingesetzt werden.

In Zukunft sollen die Zellkulturen noch weiter verbessert werden, um möglichst viele Tierversuche ersetzen zu können. Das Verfahren zur Prüfung von Kunststoffen haben die Forscher in Kooperation mit dem Österreichischen Forschungsinstitut für Chemie und Technik entwickelt. Ein weiteres Projekt zur Prüfung Bio-medizinischer Kunststoffe läuft ebenfalls bereits. “Auch eine Kooperation im Pharma-Bereich würde uns reizen”, sagt Czerny.

Dieser Artikel ist im Rahmen einer Kooperation zwischen futurezone und FH Campus Wien entstanden.