Tierversuche - "transgene" Tiere

"Transgene" Tiere gibt es seit 1982. Damals gelang es, das Gen für das Wachstumshormon Somatrophin in die befruchtete Eizelle einer Maus zu injizieren. "Transgene" Tiermodelle tragen in großem Ausmaß dazu bei, die Anzahl herkömmlicher Tierversuche zu vermindern. Diese sind meist langwieriger als Versuche mit "transgenen" Tieren, die außerdem eine viel größere Annäherung an das zu untersuchende Krankheitsbild des Menschen bieten.

Mit Hilfe gentechnischer Methoden lassen sich auch sogenannte "Knock-out-Tiere" erzeugen: Bei ihnen werden bestimmte Gene gezielt ausgeschaltet. "Knock-out-Tiere" helfen den Wissenschaftlern, menschliche Erbleiden zu erforschen. Zur Entwicklung "transgener" Tiermodelle werden in erster Linie Mäuse verwendet. Auch "transgene" Ratten und Kaninchen dienen als Modelle, um bestimmte menschliche Krankheiten bis zu ihren genetischen Ursachen zurück zu verfolgen. Das Ziel der Forscher ist neben dem Erkenntnisgewinn die Suche nach neuen Arzneimitteln: Ist der molekulare Mechanismus einer Krankheit verstanden, wird es auch möglich, gezielt nach Substanzen zu suchen, die eine Krankheit direkt an ihrer molekularen Ursache beeinflussen.

"Transgene" Tiermodelle spielen derzeit eine große Rolle, um neue Arzneimittel gegen menschliche Leiden zu entwickeln, für die es bislang noch keine ausreichenden Behandlungsmöglichkeiten gibt. Von den zur Zeit etwa 30.000 bekannten Krankheiten lassen sich nur rund ein Drittel adäquat behandeln.

Ersatz- und Ergänzungsmethoden

Die Alternativmethode schlechthin gibt es ebenso wenig wie den Tierversuch schlechthin. "Alternative" Methoden zum Tierversuch sind alle Verfahren an schmerzfreier Materie, die außerhalb von lebenden Tieren erfolgen. Beispiele sind Zellkulturen, isolierte Organe, bebrütete Eier, Bakterien oder biochemische Methoden. Diese Verfahren können einen Tierversuch entweder gänzlich ersetzen (Ersatzmethode) oder - was zumeist der Fall ist - ergänzen (Ergänzungsmethode). Voraussetzung für den Ersatz von Tierversuchen durch alternative Methoden ist, dass sie wissenschaftlich anerkannt sind und international an Stelle der bisher durchgeführten Tierversuche von den Behörden akzeptiert werden.

Alternativmethoden, die nur in einzelnen Länder anerkannt sind, führen nicht zu einer Verringerung der Zahl der Tierversuche. Angesichts der global statt findenden Arzneimittelforschung müssten die eingesparten Tierversuche in den Ländern, welche die neue Alternativmethode nicht akzeptieren, nachgeholt werden.

1989 wurde die Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET) gegründet. Diese staatliche Einrichtung in Berlin hat die Aufgabe, Methoden zu erfassen und zu bewerten, die Tierversuche ersetzen oder ergänzen und gegebenenfalls deren Anerkennung zu erreichen. Die ZEBET ist auch Informationsstelle für Ersatz- und Ergänzungsversuche zu Tierversuchen und nimmt die wissenschaftliche Validierung von Methoden vor, die ohne Tierversuche auskommen. Seit 1994 begleitet eine wissenschaftliche Kommission die Arbeit der ZEBET, deren Mitglieder das Bundesgesundheitsministerium beruft. Der Kommission gehören Wissenschaftler der chemisch-pharmazeutischen Industrie und Vertreter von Tierschutzorganisationen an. In der ZEBET-Datenbank werden Ersatz- und Ergänzungsmethoden systematisch erfasst.

Die ZEBET kooperiert eng mit dem Europäischen Zentrum zur Validierung von Alternativmethoden (ECVAM). Aufgabe des ECVAM ist es, die nationalen Aktivitäten innerhalb der Europäischen Union zu koordinieren. Außerdem setzt sich das ECVAM für die Anerkennung neuer Methoden außerhalb der Europäischen Union - vor allem in den USA und in Japan - ein.

Gewebekulturen

Der Sammelbegriff "Gewebekultur" umfasst eine Reihe von Techniken, mit deren Hilfe einzelne Zellen, Gewebe, Organe oder Teile von Organen außerhalb des Körpers für mindestens 24 Stunden am Leben erhalten werden können. Ein Nährmedium umgibt dabei die lebenden Zellen und schafft eine Umgebung, die den Verhältnissen im lebenden Organismus weitestgehend entspricht. Gewebekulturen sind derzeit die wichtigste Gruppe alternativer Methoden zum Tierversuch.

Für sogenannte "organotypische" Gewebekulturen verwenden die Wissenschaftler Teile von Geweben oder Organen, manchmal auch komplette - beispielsweise embryonale - Organe. Der Vorteil der "organotypischen" Kulturen ist, dass Beziehungen zwischen den Zellen und Geweben des untersuchten Organs, wie sie auch im Körper bestehen, erhalten bleiben. Sie haben allerdings in der Regel nur eine begrenzte Lebenszeit und für jeden Versuch muss erneut ein Organ entnommen werden. Neben den "organotypischen" Kulturen kommen Zellkulturen zum Einsatz. Bei ihnen ist die natürliche Verbindung zwischen den einzelnen Zellen aufgelöst.

Zellkulturen tragen erheblich zur Verringerung von Tierversuchen bei. Zellkulturen werden auch zur Produktion von Impfstoffen eingesetzt. So kann der Impfstoff gegen die Kinderlähmung mittlerweile aus isolierten Affen-Nierenzellen gewonnen werden. Diese Zellen züchten die Forscher im Reagenzglas nach.

Der Hintergrund: Arzneimittel müssen vor ihrer Anwendung beim Menschen auf ihre Wirkung getestet werden. Dies geschieht bislang oft in Tierversuchen - die Forscher beobachten die Wirkung des Stoffes auf den Gesamtorganismus. Wie eine Substanz im Körper wirkt, bestimmt vor allem deren Verstoffwechslung, also deren chemischen Um- oder Abbau durch die Leber. Sie ist die Stoffwechselzentrale des Körpers. Mit neuen biotechnologischen Methoden können die Forscher nun die Funktion der Leber im Reagenzglas (in-vitro) nachahmen. Dazu verwenden sie Leberzellkulturen, Leberdünnschnitte oder spezielle Zelllinien, die sie zuvor gentechnisch mit Leberfunktionen ausgestattet haben. Ziel ist es, durch das neue Verfahren möglichst viele Tierversuche zu vermeiden. Nur so können sich vom Gesetzgeber vorgeschriebene Prüfrichtlinien ändern, die bisher Versuche mit lebenden Tieren zwingend vorschreiben.

Niedere Organismen

Bei bestimmten Fragestellungen können niedere Organismen wie wirbellose Tiere, Bakterien, Pilze oder Hefen eingesetzt werden. Dies trägt dazu bei, die Anzahl von Versuchen mit Wirbeltieren zu reduzieren. Ein Beispiel ist der sogenannte "AMES-Test". Es ist ein Bakterien-Test, mit dem Substanzen auf erbgutverändernde - mutagene Eigenschaften hin untersucht werden.

Ein weiteres Beispiel für den Einsatz niederer Organismen an Stelle von Wirbeltieren ist der "Limulus-Amoebocyten-Lysat-Test" (LAL). Er dient dazu, die Pyrogenität eines Stoffes - seine Fähigkeit, Fieber auszulösen - zu ermitteln. Bei Medikamenten, die injiziert oder infundiert werden, muss jede einzelne Charge auf Verunreinigungen, Mikroorganismen oder deren Gifte geprüft werden, da sie als Pyrogene wirken können. Sie erzeugen Fieber, weil sie die körpereigene Abwehr aktivieren. Vor wenigen Jahren noch wurden ausschließlich Kaninchen für den Test verwendet. Ihnen wurden die Infusions- oder Injektionslösungen in die Blutbahn gespritzt. Stieg nach Verabreichung des Testmaterials die Körpertemperatur an, wurde die Substanz als pyrogen angesehen. Beim Limulus-Test wird statt dessen die Körperflüssigkeit des Pfeilschwanzkrebses, seine "Hämolymphe" verwendet. Dieses Ersatzverfahren verminderte die Anzahl von Kaninchen, die für Pyrogen-Tests eingesetzt wurden.

Immunologische Techniken

Immunologische Techniken sind die Grundlage einer Reihe von Reagenzglasmethoden. Auf sie können Forscher bei diagnostischen Tests, bei der Impfstoff-Prüfung, bei Qualitätskontrollen und in der immunologischen Grundlagenforschung zurück greifen. Sie sind sehr empfindlich. In einigen Fällen sind sie jedoch nicht spezifisch genug , so dass immer noch einige Tierversuche notwendig sind. Es ist zu erwarten, dass alternative Methoden in naher Zukunft weiterhin an Bedeutung gewinnen werden, nicht zuletzt deshalb, weil unter Wissenschaftlern Übereinstimmung darin besteht, dass der Einsatz von Tieren auf ein absolutes Minimum reduziert und wo immer möglich ersetzt werden muss. Auch die zunehmend "maßgeschneiderte" Entwicklung von Medikamenten - etwa mit Hilfe gentechnischer Verfahren - rechtfertigt die Hoffnung, dass die Zahl der Tiere weiterhin gesenkt werden kann. Technische Entwicklungen wie die Möglichkeit des computerunterstützten Drug-Designs für die Arzneimittelentwicklung, die Durchmusterung einer großen Zahl von Substanzen auf ihre Wirkungen oder die Entschlüsselung des menschlichen Erbguts mit der Identifizierung einzelner Gene und ihrer Bedeutung im Krankheitsgeschehen, werden Tierversuche weiterhin reduzieren.

Auch ökologische Gründe führen dazu, Tierversuche auf das unerlässliche Maß zu beschränken. Denn Tierversuche sind zeit- und kostenaufwendig. Dennoch wird es nicht möglich sein, den Tierversuch in absehbarer Zeit vollständig durch Alternativmethoden zu ersetzen. Dies liegt an der - im Vergleich zum intakten Organismus - Unvollständigkeit dieser Systeme. Zahlreiche wichtige Untersuchungen lassen sich letztendlich nur am lebenden Organismus vornehmen. Denn eine einzelne Zelle besitzt weder Blutdruck noch ein funktionierendes Nervensystem. Sie kann auch keinen Krebs entwickeln. Auch Computersimulationen sind stets nur eine Vereinfachung der Realität. Nur das komplexe Zusammenwirken aller Organfunktionen im tierischen Organismus liefert eine umfassende Antwort und erlaubt es, die Resultate auf den Menschen zu übertragen. Bei allen Anstrengungen, Alternativen zu finden, darf die Suche nach Methoden, die den Tierversuch verbessern und Belastungen der Tiere verringern, nicht vernachlässigt werden.