Forschen ohne Tiere

Hinter verschlossenen Labortüren müssen jährlich Tausende von Tieren für die Forschung hinhalten. Im Jahr 2017 waren es in der Schweiz 614’581. Fische, Mäuse, Kaninchen, Affen und weitere Tierarten helfen dem Menschen unfreiwillig dabei, weiter zu kommen. Sie tragen etwa dazu bei, Krankheitsbilder besser zu verstehen oder neue Medikamente zu entwickeln. Das Schweizer Tierschutzgesetz ist streng und genehmigt Tests an Tieren nur dann, wenn es nicht anders geht. Benötigt ein Forscher für seine Studie Tiere, ist er bei der Planung von Experimenten verpflichtet, die sogenannten 3R-Prinzipien einzuhalten. Doch das ist vielen offenbar nicht genug. Pendent sind eine Tierversuchsverbots-Initiative sowie ein parlamentarischer Vorstoss für ein Verbot von schwerbelastenden Tierversuchen. Das übt Druck auf die Versuchslabore aus. Ein Plan B ist gefragt.

Aber gibt es den überhaupt? An einer möglichen Alternative arbeitet Markus Rimann. Der Biotechnologe ist im Stiftungsrat von «Animalfree Research» tätig, wo er versuchstierfreie Forschung fördert. Zudem leitet er die Forschungsgruppe für 3-D-Gewebe und Biofabrikation an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Wädenswil. Sein Fachgebiet ist das sogenannte Bioprinting, ein Verfahren, das menschliches Gewebe in einem 3-D-Drucker herstellt. 2011 war er Pionier auf diesem Gebiet. Diese Methode habe gewisse Vorteile: «Bei herkömmlichen Verfahren mischt man die Zellkulturen in einer Petrischale und hat dabei wenig Kontrolle darüber, wo sich die Zellen im dreidimensionalen Raum befinden», sagt Rimann. «Wenn man das ganze druckt, kann man die Anordnung der Zellen viel besser kontrollieren.» So bildete er und sein Team ein zweischichtiges Hautmodell aus menschlichen Zellen mit dem Drucker nach. «Die meisten Modelle, die wir entwickeln gehen nicht in die regenerative Medizin, wo man Gewebe transplantiert, sondern es geht darum, Substanzen darauf zu testen, aus der Kosmetik- oder Pharmaindustrie.» Solche Modelle – ob herkömmlich hergestellt oder aus dem Bioprinter – nutzen Kosmetikfirmen schon länger. Damit können Tiere wie Kaninchen, die vorher für Verträglichkeitstests gebraucht wurden, teilweise ersetzt werden. In medizinischen Versuchen sind die Hautmodelle allerdings noch nicht zugelassen.

Geht es jedoch bei solchen Forschungsprojekten wirklich nur darum, Tierversuche zu ersetzen? Jein, meint Rimann. Ethische Gründe seien sicher ein Treiber, um die Tierversuche zu reduzieren. Ein weiterer Grund sei der hohe Aufwand in der Forschung mit Tieren. «Gewebe zu beziehen ist in diesem Fall viel zeitaufwendiger, der Durchsatz ist nicht gross und teilweise können sie nicht gut reproduziert werden», sagt er. Ohnehin gehe es in der Forschung immer mehr in die Richtung, menschliche Gewebetypen künstlich herzustellen. Denn: «Tierische Gewebe reagieren letztlich nicht immer gleich auf Substanzen wie menschliche.»

Markus Rimann

Das Bild zeigt den Querschnitt eines Hautmodells aus dem Bioprinter. Die obere, dunklere Schicht ist eine Nachbildung der Epidermis und der hellere, untere Teil jene der Lederhaut.

Forschung kommt noch nicht ohne Tierversuche aus

Doch selbst eine Laborhaut aus menschlichen Zellen kann – im Gegensatz zur natürlichen Haut – noch nicht für alle Tests herhalten. «Wenn es zum Beispiel um allergische Reaktionen geht, wo auch das Immunsystem involviert ist, wird es schwierig», sagt Rimann. «In vitro», also ausserhalb eines Organismus, könne man das menschliche Abwehrsystem noch nicht so gut nachbilden.
Dieses Forschungsgebiet – ganze Körpersysteme nachzubauen – sei derzeit ein riesen Thema. Entwickelt wurden etwa sogenannte Organchips, auf denen mehrere menschliche Organe im Miniaturformat Platz haben und als System miteinander verbunden werden können. Das Ziel dabei ist es, die natürliche Kommunikation und Interaktion zwischen Organen nachzubilden. Gerade in diesem Bereich sieht Rimann für die tierversuchsfreie Forschung eine Zukunft. «Ich denke es wird eine Kombination sein aus stammzellbasierten, künstlich nachgebauten Organen und computerbasierten Analysen.»

Obwohl sich in der Wissenschaft viel auf diesem Gebiet tut, das Abschaffen von Tierversuchen ist laut Rimann von jetzt auf gleich noch nicht möglich. «Man hat leider noch keinen vollständigen Ersatz für die Tiere.» Noch müsse ein Medikament, bevor es auf den Markt komme, per Gesetz zwingend an Tieren getestet werden. Der Biologe denkt aber, dass es eines Tages doch ohne Tierversuche gehen wird. «Das wird aber sicher länger dauern, als man sich das vorstellt», sagt er, «mindestens zwanzig Jahre.»

Bis es so weit ist, werden in einigen Forschungslaboren weiterhin Tiere gehalten. Damit es ihnen dabei den Umständen entsprechend gut geht, wird auch im Bereich Haltungsbedingungen von Versuchs- sowie Nutztieren geforscht. Hanno Würbel, Professor für Tierschutz an der Universität Bern, unterhält mit seinem Forschungsteam Versuchsställe, wo etwa Mäuse, Ratten, Hühner und Kaninchen gehalten werden.

Die Haltungsbedingungen seien insbesondere für das Wohlbefinden von Tieren in Versuchslaboren ausschlaggebend, sagt Würbel. «Man darf nicht vergessen, dass Versuchstiere den grössten Teil ihrer Zeit in Käfigen verbringen. Wenn bereits diese Bedingungen belastend sind, ist das umso bedenklicher.» Das Befinden der Tiere mit wissenschaftlichen Methoden zu messen, sei jedoch bis dato nicht möglich. «Da Tiere nicht sprechen, können wir deren Gefühle nur indirekt, durch bestimmte Hinweise – etwa durch Änderungen im Verhalten – herausfinden», sagt der Tierschutzprofessor. So würden gewisse Tiere in Stresssituationen beissen.

Neu gewonnene Erkenntnisse aus der Tier-Verhaltensforschung fliessen unter anderem in die Umsetzung von Tierversuchen – so auch in die 3R-Prinzipien. Es werden etwa tierschonendere Methoden entwickelt und die Aussagekraft von Tests erhöht. Das soll letztlich auch die Anzahl an Tieren, die für die Forschung benötigt werden, verringern.