Das musst du wissen

  • Damit die Wissenschaft einst ohne Tiere auskommt, forscht man an künstlichen Alternativen.
  • So hat ein Biotechnologe einen 3-D-Drucker entwickelt, der für Verträglichkeitstests Hautmodelle druckt.
  • Dank neuer Technologien könnte man in zwanzig Jahren ganz auf Tests an Tieren verzichten, glaubt der Forscher.

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.

3R-Prinzipien

Die 3R-Prinzipien – replace (ersetzen), reduce (reduzieren), refine (verbessern) – fordern die Schaffung von Alternativmethoden zu Tierversuchen, die Reduktion der Tierversuche auf das absolute Minimum und die Verbesserung von Tierversuchen, damit die Tiere so wenig wie möglich belastet werden.
Verantwortung für die Etablierung des 3R-Kompetenzzentrums 3RCC tragen die Hochschulen und die pharmazeutische Industrie. Zudem wird «3R» von Politik, Bund und Tierschutz unterstützt.

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.

Markus Rimann

Biotechnologe und Stiftungsrats-Mitglied von «Animalfree Research»

Markus Rimann ist Biotechnologe und forscht an Gewebemodellen, an denen Substanzen getestet werden können. Sein Fachgebiet ist das sogenannte Bioprinting, ein Verfahren, das menschliches Gewebe in einem 3-D-Drucker herstellt. Er leitet die Forschungsgruppe für 3-D-Gewebe und Biofabrikation an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Wädenswil. Zudem ist er im Stiftungsrat von «Animalfree Research» tätig, wo er versuchstierfreie Forschung fördert.
Rimann wird heute ab 18 Uhr in Bern am «Pint of Science»-Festival zum Thema «Animal Use in Science» referieren.

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.»

Querschnitt eines HautmodellsMarkus 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.

Hanno Würbel

Professor für Tierschutz

Hanno Würbel ist Professor für Tierschutz an der Vetsuisse-Fakultät der Universität Bern. Der Zoologe und Verhaltensbiologe forscht zu tiergerechter Haltung von Versuchs- und Nutztieren.

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.

Veranstaltungstipp

20. – 22. Mai 2019

Das «Pint of Science»-Festival bringt die Wissenschaft in Bars und Pubs. Forschende halten zu ihren Forschungsgebieten Vorträge und diskutieren mit dir über ihre neusten Erkenntnisse, beantworten deine Fragen und stossen mit dir an. Zu den Themen brauchst du keine Vorkenntnisse. Das Event findet in Veranstaltungsorten auf der ganzen Welt statt – und zum ersten Mal in der Schweiz; in Basel, Bern, Zürich und Lausanne.

Markus Rimann und Hanno Würbel werden heute ab 18:30 in Bern zum Thema «Animal Use in Science» referieren.

Diesen Beitrag haben wir ursprünglich für nau.ch geschrieben.
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