Frage 3: Inwiefern können Tierversuche durch Alternativen ersetzt werden?
Seit den Achtzigerjahren arbeiten Forscher verstärkt an schmerzfreien Testmethoden, um die Zahl der Tierversuche zu senken. Das deutsche Tierschutzgesetz – wie auch die entsprechende EU-Richtlinie von 1986 – akzeptieren Experimente an lebenden Tieren nur, solange es für sie keine Alternativen gibt. Für die Experimentatoren gilt dabei das bereits 1959 von den britischen Forschern William Russel und Rex Burch angeregte „ 3R-Prinzip”: Reduce, Refine, Replace (Reduzieren, Verbessern, Ersetzen). Dabei steht „Reduce” für die Verminderung des Versuchstierbedarfs durch eine bessere Versuchsplanung und -auswertung, „Refine” für den Einsatz schonenderer und aussagefähigerer Experimentiermethoden und „Replace” für den Ersatz von Tierversuchen durch schmerzfreie Alternativen wie Tests an Zell- und Gewebekulturen oder Computersimulationen.
Diese 3Rs werden bereits angesetzt oder zurzeit erprobt:
Effizientere Tierversuche
Wie viele Tiere man allein durch Verbesserungen an den Experimenten einsparen kann, zeigen die LD50-Giftigkeitstests, mit denen die Schadstoffkonzentration bestimmt wird, bei der die Hälfte der Versuchstiere stirbt. Waren in den Siebzigerjahren pro Substanz noch 150 Tiere vorgeschrieben, reichten in den Achtzigerjahren schon 45 Tieren aus. Diese Zahl konnte im vergangenen Jahrzehnt mithilfe des 1992 gegründeten European Centers for the Validation of Alternative Methods (ECVAM) in Ispra/Italien sogar auf 12 bis 16 Tiere gesenkt werden. Und die Entwicklung ist noch nicht zu Ende. „Es scheint nicht ausgeschlossen, dass LD50-Tests im nächsten Jahrzehnt ganz durch alternative Methoden ersetzt werden können”, sagt Thomas Hartung, Leiter der ECVAM. Um diesem Ziel näher zu kommen, arbeiten öffentliche Forschungsinstitute vieler EU-Länder mit der ECVAM und Firmen wie etwa Bayer HealthCare zusammen. Ihr Ziel ist, zuverlässige und automatisierbare Test-Strategien für Stoffzulassungen nach dem neuen EU-Chemikalienrecht zu entwickeln, die ohne Versuchstiere auskommen und stattdessen mit angebrüteten Eiern oder Zellkulturen arbeiten.
Haut- und Zelltests
Ein Vorbild dafür ist der Ersatz des äußerst schmerzhaften Draize-Tests an Augen lebender Kaninchen, mit dem augenreizende Substanzen erkannt werden. Für diesen Test gibt es bereits seit etwa 15 Jahren eine Alternative: den HET-CAM-Test mit bebrüteten Hühnereiern. Dabei wird die Eierschale geöffnet und die Dottermembran mit der Testsubstanz beträufelt. Zeigt die Membran auch nur Spuren einer Schädigung, wird die untersuchte Substanz als ätzend ausgesondert. Dieser Test gilt inzwischen in der Industrie als Routineverfahren. Allerdings ist er nicht empfindlich genug, um schwach haut- und augenreizende Stoffe ausfindig zu machen. Dafür gibt es inzwischen andere Ersatztests wie den kommerziell angebotenen Episkin-Test, bei dem mit künstlicher Haut aus menschlichen Zellen gearbeitet wird, den Überbleibseln von Operationen. Dieser Tests ist in der EU anerkannt, ebenso wie die ähnlichen „Epiderm-” oder „Sift” -Verfahren. Allerdings gibt es bislang noch keinen anerkannten tierfreien Test für sehr schwach reizende Stoffe. Deshalb ist der Draize-Test außerhalb der EU auch heute noch üblich. Immerhin werden inzwischen die Augen lebender Kaninchen durch herausoperierte Augen toter Kaninchen ersetzt.
Mit Kulturen aus Mäusezellen oder menschlichen Hautzellen arbeitet der 3NRU-Test. Er deckt auf, ob Medikamente und Kosmetika die Haut für Licht sensibilisieren und so schon bei leichter Sonneneinstrahlung zu Verbrennungen führen. Entwickelt wurde der Test unter Federführung der 1989 gegründe-ten deutschen Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zu Tierversuchen (ZEBET). Er ist erheblich zuverlässiger und deutlich schneller als der frühere Test an rasierten Mäusen, Ratten, Meerschweinchen oder Kaninchen, die in enge, mit UV-Licht bestrahlte Röhren gesteckt wurden.
Bluttests
Ebenfalls kommerziell vertrieben wird der PyroCheck-Test, mit dessen Hilfe Impfstoffe, Infusionslösungen und injizierbare Arzneimittel auf fieberauslösende (pyrogene) Verunreinigungen überprüft werden. Dabei wird eine geringe Menge menschlichen Bluts von einem gesunden Spender mit der zu testenden Substanz vermischt. Sind darin Pyrogene enthalten, bilden die weißen Blutkörperchen den Botenstoff Interleukin-1, der sich durch eine Fluoreszenz-Reaktion nachweisen lässt. Bis in die Neunzigerjahre mussten für Pyrogentests Tausende von Kaninchen ihr Leben lassen.
Stammzelltests
Vielfältig einsetzbar und sehr aussagekräftig sind Tests an embryonalen Stammzellen von Mäusen. Mit ihnen lassen sich verschiedene Organe und sogar heranwachsende Embryonen oder Föten simulieren. Deshalb kann man mit den Stammzellen nicht nur akut giftige, sondern auch fruchtschädigende (teratogene) Eigenschaften von Chemikalien erkennen. Ein klassisches Beispiel für einen solchen Stoff ist das unter dem Namen Contergan bekannt gewordene Arzneimittel Thalidomid, das in den Sechzigerjahren Tausende ungeborene Kinder schwer schädigte. Die EVCAM hat Stammzellentests grundsätzlich als Teilschritt von Stoffprüfungen zugelassen. Bislang werden sie jedoch nicht als kompletter Ersatz für Tierversuche anerkannt.
Ein Forscherteam der Kölner Biotech-Firma Axiogenesis hat vor Kurzem den „R.E.Tox-Test” zum Nachweis von fruchtschädigenden Wirkungen vorgestellt: An Mäusestammzellen wird geprüft, ob Chemikalien oder Medikamente die Entwicklungung der Stammzellen zu Herzzellen verändern.
Auch die ausgewachsenen Herzzellen lassen sich für Tests verwenden. Das Prinzip: Giftige Substanzen verändern die Schlagkraft und den Rhythmus der Zellen. Diese Veränderungen wertet eine spezielle Bildverarbeitungs-Software automatisch aus, die am Fraunhofer-Institut für angewandte Informationstechnik in Sankt Augustin entwickelt wurde. Allerdings funktionieren die Stammzell-Tests nicht bei Substanzen, die erst durch Stoffwechselprozesse fruchtschädigend werden. Sie müssen weiterhin in Tierversuchen überprüft werden.
Biochemische und Computer-Tests
In den letzten 20 Jahren hat sich die Pharmaforschung stark verändert. Während man früher mögliche Wirkstoffe fast immer an Tieren testete, gibt es heute mehrere Vorauswahlverfahren, die den größten Teil der Substanzen schon im Vorfeld aussortieren. So wird nur noch ein geringer Teil von potenziellen Medikamenten an Tieren erprobt. Effekt: Der Tierverbrauch hierfür sank in Deutschland von 4,4 Millionen Tieren (1971) auf 0,5 Millionen (2004). Die zwei wichtigsten Verfahren sind:
• das High Throughput Screening, bei dem roboterunterstützt getestet wird, ob ein Wirkstoff mit Molekülen des Körpers reagiert, und
• Computersimulationen, in denen geprüft wird, ob ein Wirkstoff aufgrund seiner Struktur überhaupt als Medikament in Frage kommt.
Andere Techniken wie die Magnetresonanz-Tomographie erlauben zumindest schmerzfreie und unblutige Tierexperimente, da man mit ihnen Wege und Reaktionen von Testsubstanzen im Organismus auf dem Bildschirm verfolgen kann.
