Tierversuchsfreie Methoden

Tierversuche sind oft ein schlechter Indikator für die Reaktion des Menschen auf Medikamente und Krankheiten. Dies kann dazu führen, dass Ressourcen für unwirksame Behandlungen verschwendet werden und der Mensch zu Schaden kommt. In den letzten Jahren gab es erhebliche Fortschritte bei alternativen Methoden, die Tierversuche ersetzen können. Diese Methoden sind oft zuverlässiger, humaner und kostengünstiger als Tierversuche.

Entwicklung von tierversuchsfreien Methoden

Durch die Fortschritte bei der Zellkultur Mitte/Ende der 80er Jahre traten erste Alternativmethoden in Erscheinung. Mit der Möglichkeit, einzelne Zellen mit Hilfe von Antibiotika und Nährmedien eine Zeit lang am Leben und funktionstüchtig zu erhalten und sie im Reagenzglas (in vitro) zu untersuchen, konnte man den Forschenden endlich eine Methode anbieten, die ohne das lebendige Versuchstier auskam. Zudem begann eine sensibilisierte Öffentlichkeit am Nutzen von Tierversuchen zu zweifeln und diskutierte vermehrt auch ethische Komponenten. Auch die Tierschutzgesetzgebung wurde zusehends strenger und einige Forschende begannen, das in vivo Experiment zunehmend zu hinterfragen.

Seither und insbesondere nach dem Durchbruch der Herstellung von induzierten pluripotenten Stammzellen aus menschlichen Gewebezellen ab 2006 entwickeln sich tierversuchsfreie Methoden rasant: in vitro (im Reagenzglas) Modelle wie Zell- und Gewebekulturen, Organoide (Mini-Organe), Multi-Organoide aber auch Computersimulationen (in silico).

Zellkulturen

Es ist möglich, die meisten Arten menschlicher und tierischer Zellen in einem Labor zu züchten. Forscher:innen sind in der Lage, Zellen zu dreidimensionalen Strukturen zu züchten, einschliesslich menschlicher Organe im Miniaturformat, mit denen sich neue Behandlungen auf lebensechte Weise testen lassen. Zellkulturen haben bei verschiedenen wissenschaftlichen Fortschritten in Bezug auf Krankheiten wie Krebs, Sepsis, Nierenerkrankungen und AIDS eine wichtige Rolle gespielt. Ausserdem werden sie häufig bei der Entwicklung von Arzneimitteln, der Herstellung von Impfstoffen und der Prüfung der chemischen Sicherheit eingesetzt.

Organs-on-a-chip

Forscher:innen verwenden menschliche Zellen, um kleine, aber fortschrittliche Geräte zu entwickeln, die als «Organs-on-Chips» bezeichnet werden. Diese Geräte können Tiere bei der Untersuchung biologischer Prozesse, Krankheiten und des Arzneimittelstoffwechsels ersetzen. Die bisher entwickelten Organ-Chips ahmen die Funktionsweise von Lunge, Herz, Niere, Darm und Gehirn genau nach. Langfristiges Ziel ist es, mit Hilfe dieser Chips ein umfassendes «Human-on-a-Chip»-Modell zu schaffen.

Computermodelle (in silico)

Dabei handelt es sich um eine Art Computersimulation, bei der mithilfe mathematischer Modelle vorhergesagt wird, wie sich Chemikalien, Medikamente oder andere Substanzen im menschlichen Körper verhalten. Durch die Eingabe von Daten über die Eigenschaften der Substanz sowie von Informationen über den menschlichen Körper können die Forscher simulieren, wie die Substanz mit verschiedenen Organen und Systemen interagiert.

Menschliches Gewebe

Die Verwendung von menschlichem Gewebe, das von gesunden oder kranken Probanden gewonnen wird, bietet im Vergleich zu Tierversuchen einen relevanteren Ansatz für die Untersuchung der menschlichen Biologie und Krankheit. Menschliches Gewebe kann bei verschiedenen Eingriffen gewonnen werden, z. B. bei Biopsien, kosmetischen Eingriffen und Transplantationen.

Menschliche Freiwillige

Hochentwickelte Scanning-Geräte und Aufzeichnungstechniken haben es möglich gemacht, menschliche Freiwillige sicher zu untersuchen. So können z. B. Bildgebungsgeräte für das Gehirn, die in das Innere des Gehirns sehen können, eingesetzt werden, um den Verlauf und die Behandlung von Hirnerkrankungen zu verfolgen. Durch den Vergleich mit gesunden Freiwilligen können die Forscher:innen Erkenntnisse über die Ursachen dieser Krankheiten gewinnen. Mit einem neuartigen Ansatz, der so genannten Mikrodosierung, kann auch gemessen werden, wie kleine Dosen potenzieller neuer Arzneimittel im menschlichen Körper wirken. Bei diesem Ansatz werden radioaktiv markierte Mikrodosen an menschliche Freiwillige verabreicht und gemessen.

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