{"id":272898,"date":"2021-02-10T09:00:59","date_gmt":"2021-02-10T08:00:59","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationorigins.com\/?p=272898"},"modified":"2021-02-10T09:00:59","modified_gmt":"2021-02-10T08:00:59","slug":"3-d-druck-und-simulationen-als-ersatz-fur-tierversuche","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/3-d-druck-und-simulationen-als-ersatz-fur-tierversuche\/","title":{"rendered":"3-D-Druck und Simulationen als Ersatz f\u00fcr Tierversuche"},"content":{"rendered":"\n

Rund drei Millionen Tiere, von Maus bis Vogel bis Fisch zu Affe, Kuh oder Hund, werden in Deutschland pro Jahr f\u00fcr Tierversuche in der Wissenschaft eingesetzt. Davon wurden 2019 laut Zahlen des Bundesministeriums f\u00fcr Ern\u00e4hrung und Landwirtschaft<\/a> ca. 47 Prozent in der Grundlagenforschung und etwa 13 Prozent in der Erforschung von Erkrankungen von Menschen und Tieren verwendet. Etwa 22 Prozent wurden bei der Herstellung oder Qualit\u00e4tskontrolle von medizinischen Produkten oder f\u00fcr toxikologische Sicherheitspr\u00fcfungen ben\u00f6tigt, rund 18 Prozent f\u00fcr sonstige Zwecke, wie zum Beispiel zur Aus- oder Weiterbildung oder f\u00fcr die Zucht von genetisch ver\u00e4nderten Tieren.<\/p>\n\n\n\n

Am 8. Februar 2021 hat das Land Baden-W\u00fcrttemberg nun ein landesweites Hochschulnetzwerk zur Verbesserung des Tierschutzes in Forschung und Lehre gegr\u00fcndet, das mit 3,8 Millionen Euro gef\u00f6rdert wird. So sollen Tierversuche k\u00fcnftig “vermieden, verringert und verbessert” werden. Eines der gef\u00f6rderten Projekte ist das Netzwerk 3R-US der Universit\u00e4t Stuttgart <\/a>und des Robert-Bosch-Krankenhauses<\/a> Stuttgart. Die beiden Partner wollen eine ex-vivo Tumorgewebe-Plattform als Ersatz f\u00fcr Tierversuche entwickeln. In Vordergrund stehen molekulare Diagnostik, Biomaterialien und Simulation.<\/p>\n\n\n\n

Tierversuche nach und nach ersetzen<\/h3>\n\n\n\n

Am Ende sollen auf einer Plattform f\u00fcr die Krebsforschung Technologien und Analysemethoden zur Verf\u00fcgung zu stehen, “die auf prim\u00e4rem Tumorgewebe vom Menschen basieren und Tierversuche nach und nach ersetzen”. Eine Gruppe um Prof. Monilola Olayioye vom Institut f\u00fcr Zellbiologie und Immunologie (IZI) der Universit\u00e4t Stuttgart erforscht, wie Signalnetzwerke von Onkogenen, die das Tumorwachstum f\u00f6rdern mit Tumor-Suppressoren zusammenspielen, die es unterdr\u00fccken. Derartige Mechanismen sind daf\u00fcr verantwortlich, dass Krebszellen sich unkontrolliert vermehren und ausbreiten. Um diesen Prozess zu stoppen und den Tumor zu zerst\u00f6ren, m\u00fcssen geeignete Angriffsstellen gefunden werden, an denen neue Wirkstoffe andocken k\u00f6nnen, die diese Mechanismen au\u00dfer Kraft setzen.<\/p>\n\n\n\n

“Wenn wir solche Stoffe mit m\u00f6glichst wenigen oder irgendwann ganz ohne Versuchstiere testen wollen, m\u00fcssen wir den komplexen Organismus eines Tumors so realistisch wie m\u00f6glich abbilden\u201c, beschreibt Olayioye die Herausforderung. Bisher sei das nur sehr begrenzt m\u00f6glich. Bei Tests in der Petrischale mit isolierten Krebszellen in einer N\u00e4hrstoffl\u00f6sung werde der potenzielle Wirkstoff den Zellen direkt zugef\u00fchrt. Mit den normalen Verteilungsprozessen im menschlichen K\u00f6rper hat das allerdings nur wenig zu tun. Testsysteme, bei denen menschliche Tumorzellen oder -gewebe in M\u00e4use implantiert werden und dort weiterwachsen, sind jedoch auch nicht der Weisheit letzter Schluss, da sie die Kommunikation zwischen Krebs- und Immunzellen im Menschen ebenfalls nicht abbilden.<\/p>\n\n\n\n

Ex vivo, de novo und in silico<\/h3>\n\n\n\n

Die Forscher suchen deshalb nach Systemen, in denen Tumorzellen dreidimensional wachsen und mit anderen Zelltypen interagieren k\u00f6nnen. 3R-US baut auf drei Ans\u00e4tzen aus: ex vivo, de novo und in silico. Bei ex vivo werden Wirkstoffe au\u00dferhalb des Organismus nicht an einzelnen Zellen, sondern an Gewebeproben getestet. Nachdem dieses Gewebe, selbst wenn es kontinuierlich mit N\u00e4hrstoffen versorgt wird, aber nur einmal verwendet werden kann, setzt das Team von 3R-US auf die sogenannte De-novo-Technologie. Dabei werden mit 3D-Druck-Verfahren gewebe\u00e4hnliche Strukturen aus Biomaterialien und Zellen angefertigt, die dann in winzigen Kammern (einem mikrofluidischen System), die eine dosierte Zufuhr von Wirkstoffen erlauben, kultiviert werden.<\/p>\n\n\n\n

“Mit Hilfe solcher Mikrosystemtechnologien k\u00f6nnen wir verschiedene biologische Strukturen wie Legosteine so zusammenbauen, dass sie den entsprechenden Tumor nachbilden\u201c, erkl\u00e4rt Michael Heymann, Juniorprofessor am Institut f\u00fcr Biomaterialien und biomolekulare Systeme der Universit\u00e4t Stuttgart. Die bei den Ex-vivo- und De-novo-Tests gewonnen Daten sollen dann in den Aufbau und die Validierung von In-silico-Modellen einflie\u00dfen. Das bedeutet, durch Modellierungen und Simulationen sollen gemeinsam mit Simulationsexperten realistischere Prognosen zur Wirkstoffverteilung erm\u00f6glicht werden.<\/p>\n\n\n\n

Institutions\u00fcbergreifendes 3R-US-Netzwerk<\/h3>\n\n\n\n

“Wenn wir die besten Wirkstoffkandidaten schon in Ex-vivo-Kultursystemen herausfiltern, k\u00f6nnen wir die Zahl der Versuchstiere f\u00fcr die abschlie\u00dfenden pr\u00e4klinischen Tests deutlich verringern\u201c, sagt Prof. Roland Kontermann am IZI. “Um Tierversuche ganz zu ersetzen, bieten De-novo- und In-silico-Modelle in Zukunft gro\u00dfe Potenziale.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Das Wissen aus Hochschule und Klinik soll in den n\u00e4chsten f\u00fcnf Jahren in einem institutions\u00fcbergreifenden 3R-US-Netzwerk zusammengefasst werden. Dadurch sollen Synergien zwischen den biotechnologischen und medizintechnischen Expertisen herstellt und ein Angebot geschaffen werden, “mit dem auch Studierende fr\u00fchzeitig f\u00fcr die Thematik sensibilisiert werden k\u00f6nnen”.<\/p>\n\n\n\n

Titelbild<\/em><\/strong>: Durch Hochpr\u00e4zisions-3D-Druck lassen sich komplexe Tr\u00e4gerstrukturen (grau) erzeugen und mit Zellen besiedeln (rot). Die hier dargestellte Mikrostruktur ist etwa so breit wie ein menschliches Haar. Diese Technik soll zur detailgetreuen Nachbildung von Tumorgeweben genutzt werden.
<\/em>\u00a9 Universit\u00e4t Stuttgart\/IBBS<\/em><\/p>\n\n\n\n

Mehr Artikel zum Thema Tierversuche finden Sie hier<\/a>.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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