Mikrobioreaktor kann Tierversuche verhindern

Prototyp des Bioreaktors HeMiBio Foto: Fraunhofer IZI

Obwohl die Europäische Union mit der EU-Kosmetikverordnung 2013 den Handel von Kosmetika, deren Inhaltsstoffe mit Hilfe von Tierversuchen geprüft wurden, verboten hat, fehlen in der medizinischen Forschung immer noch alternative Verfahren. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI in Potsdam ist jetzt gelungen zusammen mit Partnern von der Hebrew University in Jerusalem einen Mikrobioreaktor zu entwickeln.

 

Der entscheidende Fortschritt im Projekt „HeMiBio“ gegenüber den bisherigen Labortest ist, dass die Leberzellen über einen Zeitraum von einem Monat gehalten und beobachtet werden können und nicht wie bisher nach nach wenigen Tagen absterben. Darüber hinaus können die Forscher die Reaktion der Leberzellen auf die toxischen Substanzen unmittelbar und live mitverfolgen.

 

“Sowohl im Tierversuch als auch in herkömmlichen Laborversuchen führt man bislang in der Regel Endpunkt-Messungen durch“, sagt Dr. Claus Duschl, am IZI Leiter der Abteilung Zelluläre Biotechnologie. „Dabei verabreicht man verschiedene Dosen eines Wirkstoffs und analysiert anschließend das abgestorbene Gewebe oder das tote Tier. Wie der Wirkstoff im Detail auf die Zellen wirkt, kann man damit nicht ermitteln.“

 

Prototyp des Bioreaktors HeMiBio zur Langzeitkultivierung von Leberzellen Foto: Fraunhofer IZI

Im Mikrobioreaktor kann mit Hilfe von winzigen Sensoren in Echtzeit ermittelt werden, wie viel Sauerstoff die Leberzellen gerade verbrauchen. Gibt man nun eine toxische Substanz hinzu, nehmen die Sensoren genau wahr, wie sich der Sauerstoffverbrauch verändert. So lässt sich exakt erkennen, welche Stufen im Stoffwechselprozess vom jeweiligen Wirkstoff beeinflusst oder unterbrochen werden.

 

“Im Projekt haben wir mit unseren Kooperationspartnern, Zellbiologen von der Hebrew University in Jerusalem, die Vermutungen überprüft, indem genau jene Substanzen ersetzt wurden, deren Produktion durch den Giftstoff blockiert wird“, erläutert Duschl. „Tatsächlich liefen danach die anschließenden Stoffwechselschritte ungestört weiter.“

 

Dass der Mikrobioreaktor funktioniert, haben die Forscher bewiesen. Aber es gibt noch einiges zu tun. Da in der Leber verschiedene Zelltypen aktiv sind, wollen die Forscher künftig die Stoffwechselprozesse mit verschiedenen Zellen nachahmen. Auch ist denkbar Gewebe aus verschiedenen Organen in einem Reaktor dieser Bauart zu kombinieren. Aber bis dahin ist es wohl noch ein weiter Weg.

Weitere Infos zum Projekt "HeMiBio" unter www.hemibio.eu oder unter www.fraunhofer.de


hjo

 

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