Forschung
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Tierversuche: Die Zahl sinkt

Das Streben nach höchster Sicherheit und optimaler Wirksamkeit lässt in der Arzneimittel-Forschung einen Verzicht auf infoTierversuche nicht zu. Doch wo immer sich die Zahl dieser Versuche verringern oder die Belastung der Tiere mindern lässt, geschieht dies. Bayer handelt hier nach dem info3R-Grundsatz.
 
Dabei geht es darum, dauerhaft
  • die Anzahl der Versuchstiere zu verringern (reduce);
  • die Untersuchungsmethoden zu verfeinern (refine);
  • durch neue Methoden Tierversuche zu ersetzen (replace).
  • Wie werden diese Grundsätze realisiert? infoErsatz- und Ergänzungsmethoden, mit denen sich bestimmte Prüfungen ebenfalls durchführen lassen (z. B. Enzyme, Zellen, gentechnisch veränderte Zellen, Gewebeproben) werden ständig weiterentwickelt. Das heißt, bei einigen Fragestellungen wurden Tierversuche dadurch überflüssig.
    Auch durch technisch anspruchsvollere Versuchsmethoden kann dieses Ziel erreichet werden – weil man immer weniger Tiere benötigt, um statistisch aussagekräftige Daten zu erhalten .

    Blutdruck aus der Ferne messen

    Die Verfeinerung der Testverfahren dient dem Zweck, die Belastung der Tiere so gering wie möglich zu halten. Das kann durch technische Innovationen erfolgen. Ein Beispiel:

    Nagetiere, an denen die Wirksamkeit neuer Herzmedikamente getestet wird, erhalten einen Sender von der Größe einer Kidney-Bohne implantiert. Damit können Puls und Blutdruck gemessen werden, ohne das Tier aus seiner gewohnten Umgebung herauszureißen. Die Auswertung des Blutdrucks bzw. Blutflusses gibt den Forschern wichtige Rückschlüsse darauf, ob eine Herzerkrankung vorhanden ist und wie sie unter Einfluss der neuen Medikamente verläuft.

    Kleintierbildgebung

    Der verantwortungsvolle Umgang mit Tieren ist oberstes Gebot in der Bayer-Forschung. Neben kontinuierlichen Verbesserungen in der artgerechten Haltung konnten unsere Forscher durch die Entwicklung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden sowie durch kontinuierliche Verbesserungen von Untersuchungs- und Auswertemethoden die Zahl der benötigten Versuchstiere in den vergangenen Jahren deutlich senken. Dazu tragen die Etablierung neuer „in-vitro“-Verfahren, die Nutzung neuer „in-silico“ Methoden (infoComputersimulation), aber auch die Kleintierbildgebung entscheidend bei. Sie ermöglicht schonendere Untersuchungen mit gleichzeitig höherer wissenschaftlicher Aussagekraft.

    Bestes Beispiel sind wissenschaftliche Fragestellungen, bei denen nach der Gabe eines neuen potentiellen Wirkstoffes zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Effekt nachgewiesen werden soll. In der Vergangenheit wurde für jeden Untersuchungszeitpunkt eine Gruppe von Versuchstieren eingesetzt (z.B. vier Gruppen für vier Zeitpunkte). Der Effekt konnte erst nach der Tötung der Tiere durch aufwendige labordiagnostische Verfahren dargestellt werden. Heute erlaubt die Kleintierbildgebung die Reduzierung auf eine Gruppe, die fortlaufend beobachtet wird und damit sogar meht pharmakologische Daten liefert. An der Weiterentwicklung der Kleintierbildgebungs-Verfahren wie Mikro-Computer-Tomografie (CT), Magnetresonanztomografie (MRT) oder Mikro-Ultraschall sind unsere Forscher aktiv beteiligt. Dafür erhielt eine Forschungsgruppe von Bayer HealthCare Pharmaceuticals 2006 den Ilse-Richter-Tierschutzpreis.
    Alternativen
    Ultraschalluntersuchung an einer narkotisierten Ratte. Im Hintergrund sieht man das Echokardiographiesignal.
    Wie kann man ganz auf Versuchstiere verzichten?
    Viele neue Methoden haben in den vergangenen Jahren dazu geführt, dass manche Tierversuche komplett durch Verfahren im Reagenzglas ersetzt werden konnten. So war Bayer an der Entwicklung eines Labortests beteiligt, der klärt, ob die Haut durch einen Wirkstoff lichtempfindlicher wird (eine unerwünschte und gefährliche Wirkung vieler Substanzen). Bei diesem info3T3 NRU Phototoxizitätstest werden Hautzellen in einer Nährschale mit ultraviolettem Licht bestrahlt – ein Test, dessen Aussagekraft im Jahre 2003 von der OECD anerkannt worden ist. Früher waren zur Erforschung dieses Effekts Tierversuche nötig. Diese entfallen nun komplett.

    Ersatzmethoden validieren und umsetzen

    Viele neue Methoden haben in den vergangenen Jahren dazu geführt, dass manche Tierversuche komplett durch Verfahren im Reagenzglas (infoin vitro) ersetzt werden konnten. So war Bayer an der Entwicklung eines Labortests beteiligt, der untersucht, ob Substanzen unter der Einwirkung von Sonnenlicht toxisch werden können, was eine unerwünschte Nebenwirkung mancher Substanzen darstellt. Bei diesem sogenannten „3T3 NRU Phototoxizitätstest“ werden Zellen in einer Nährschale gemeinsam mit der Testsubstanz mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Der Einfluss auf die Zellviabilität wird dann verglichen mit nicht-UV-Licht behandelten Zellen. Die Aussagekraft dieses Tests wurde im Jahre 2003 von der OECD anerkannt. Früher standen zur Erforschung dieses Effekts ausschließlich Tierversuche zur Verfügung.

    Derartige validierte und von den Behörden akzeptierte Tierversuchsersatzmethoden werden bei Bayer zügig etabliert und routinemäßig eingesetzt.

    Die nachfolgende Tabelle listet die bei Bayer durchgeführten validierten Tierersatzmethoden auf:
    Kurzbezeichnung Ziele Nutzen
    3T3 NRU Phototoxizitätstest In vitro Test zur Identifizierung einer potentiell phototoxischen Substanz Teilweiser Ersatz von in vivo Studien zur Bestimmung möglicher phototoxischer Effekte von Arzneimittelkandidaten
    Rinderaugentest (BCOP; Bovine Corneal Opacity/Permeability Assay) In vitro Alternative zum in vivo Kaninchenaugentest (DRAIZE-Test) auf Augenirritation und – Korrosion Ersatz von in vivo Studien zur Bestimmung möglicher starker Augenreizung und schwerer Augenschäden durch Industriechemikalien, Pflanzenschutzmitteln und Arzneimittel
    Humanes Cornea Modell (Human Corneal Epithelium; HCE-Test) In vitro Alternative zum in vivo Kaninchenaugentest (DRAIZE-Test) auf Augenirritation Ersatz von in vivo Studien zur Bestimmung möglicher Augenreizung durch Industriechemikalien, Pflanzenschutzmitteln und Arzneimittel
    Artifizielle Hautmodelle (3D-human Skin Model) In vitro Alternative zum in vivo Kaninchenhauttest (DRAIZE-Test) auf Hautirritation und -Korrosion Ersatz von in vivo Studien zur Bestimmung möglicher Hautreizungen und -Korrosion durch Industriechemikalien, Pflanzenschutzmitteln und Arzneimitteln. In Kombination mit UV-Licht auch zur Bestimmung von Photoreaktionen einsetzbar

    Die Entwicklung vorantreiben

    Bayer treibt die Entwicklung neuer Tierversuchsersatzmethoden voran und nimmt an gemeinsamen Studien von Pharmaunternehmen und Hochschulen teil, mit denen die Aussagekraft alternativer Methoden im Vergleich zu Tierversuchen belegt werden soll (sogenannte Validierungsstudien). Damit wird auch ein Beitrag geleistet, diese neuen Methoden weltweit zu etablieren. So arbeitet Bayer in verschiedenen nationalen, europäischen oder internationalen Projekten mit, um den Einsatz von Tieren in gesetzlich geforderten Studien zu reduzieren.

    Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über die derzeitigen experimentellen Aktivitäten von Bayer auf diesem Gebiet:
    Kurzbezeichnung Ziele Möglicher Nutzen
    MD-Test (Mishell-Dutton-Kulturen) Etablierung einer in vitro Alternative zum in vivo Funktionstest der Ratte und Maus (Plaqueassay). Dabei läuft die gesamte Immunreaktion rein in vitro statt in vivo ab Reduzierung von separaten Tiergruppen, die mit Antigen immunisiert werden müssen. Test kann auch mit Blutzellen durchgeführt werden, sodass kein Tier für den in vitro Ansatz sterben muss und Versuche in verschiedenen Spezies durchgeführt und verglichen werden können, wodurch eine bessere Übertragbarkeit von Befunden im Tier auf den Menschen erreicht wird
    CFU-GM Test In vitro Screen zur Bewertung einer möglichen Knochenmarkstoxizität von Arzneimitteln für die Indikation Onkologie Frühzeitige Erfassung von Knochenmarkstoxizität und evtl. Selektion gering toxischer Kandidaten ohne infoTierversuch
    Phospholipidose-Test In vitro Screen zur Identifizierung von Arzneimittelkandidaten mit Phospholipidose-induzierenden Eigenschaften Reduzierung von Tierversuchen durch das frühzeitige Erkennen von Arzneimittelkandidaten mit unerwünschten Eigenschaften
    Neue Biomarker für Nierentoxizität Verbesserte Vorhersage nierentoxischer Effekte von Arzneimittelkandidaten Geringere Belastung der verwendeten Tiere durch den Einsatz sensitiverer Biomarker
    Integration von Genotoxizitätstests in systemische Toxizitätsstudien (IWGT Arbeitsgruppe) Integration von Mikrokerntest und Comet-Assay in Rattenstudien mit wiederholter Applikation Reduzierung des Tierverbrauchs (keine separate in vivo Studie für untersuchte Parameter erforderlich), Verbesserung der Genotoxizitätsprüfung durch Berücksichtigung toxikokinetischer, hämatologischer und histopathologischer Daten
    Darüber hinaus beteiligt sich Bayer an mehreren europäischen Konsortien, die die Reduzierung von Tierversuchen oder eine verbesserte Aussagekraft von Tierversuchen zum Ziel haben:
     
    • eTOX - IMI 

      Bayer Healthcare ist an der Leitung des Innovative Medicines Initiatives (IMI; http://www.imi.europa.eu/) Projektes „eTOX“ („electronic toxicity“) beteiligt, welches im Jahr 2010 startete. eTOX ist ein Konsortium aus 13 europäischen Pharma-Firmen, 7 akademischen Partnern und 5 kleinen bzw. mittelständischen Unternehmen.

      Das eTOX Projekt zielt darauf ab, eine Datenbank für die frühe Arzneimittelentwicklung aufzubauen, die sowohl aus den archivierten und bisher nicht publizierten Studien und Berichten der pharmazeutischen Industrie besteht, als auch qualitativ hochwertige publizierte Daten umfasst. Basierend auf dieser Datenbank sollen dann neue Computervorhersagesysteme entwickelt werden, um die Nebenwirkungsprofile von Arzneimittelkandidaten frühzeitig und robust vorhersagen zu können. Das Projekt hat zum Ziel die größte toxikologische Datenbank für Arzneimittel und Entwicklungskandidaten aufzubauen.

      Eine frühe Computer (“in silico”) Vorhersage von toxischen in vivo Effekten würde nicht nur die Qualität der Entwicklungskandidaten verbessern und die Abbruchrate in späteren Entwicklungsphasen verringern, sondern auch dazu beitragen, die Zahl der in der präklinischen Entwicklung eingesetzten Tiere zu verringern (3Rs).

      Weitere Informationen finden Sie unter: http://e-tox.net/
       
    •  MARCAR - IMI 

      Ziele des MARCAR („biomarkers for carcinogenicity“) Projektes ist die Identifizierung früher molekularer Biomarker, die zur Vorhersage der Effekte von nicht-genotoxischen (Leber)-Kanzerogenen in Tierversuchen genutzt werden können um gegebenenfalls auf Langzeitstudie verzichten zu können.

      Dabei werden die verschiedenen molekularen Charakteristika inklusive epigenetischer Veränderungen im Zielorgan nach Kurzzeitbehandlung mit nicht-genotoxischen (Leber)-Kanzerogenen in z.T. schon vorhandenen, archivierten Gewebeproben untersucht.

      Ein mechanistisches Verständnis solcher frühen Effekte erlaubt ein besseres Verständnis der Humanrelevanz, das Auffinden von entsprechend mechanistisch fundierten Biomarkern und die frühere De-selektion von potentiellen Kanzerogenen im Arzneimittelentwicklungsprozess.

      Weitere Informationen finden Sie unter: http://www.imi-marcar.eu/

     
    • DETECTIVE

      Bayer Healthcare steuert seine toxikologische Expertise im wissenschaftlichen Beirat des europäischen Projektes DETECTIVE (“Detection of endpoints and biomarkers of repeated dose toxicity using in vitro systems”) bei.
      Das Projekt zielt darauf ab in vitro infoAlternativmethoden zu identifizieren um mittel- oder langfristig subakute oder chronische Toxizitätsstudien am Tier durch in vitro Methoden zu ersetzen.

      Weitere Informationen finden Sie unter: http://www.seurat-1.eu/pages/the-cluster-projects/detective.php
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    Letzte Änderung: 23. Februar 2016

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