Tierversuche Alternativen dringend gesucht

Nummer 30009364-50 schnuppert. Die Barthaare zittern, vorsichtig taxiert die Maus die Entfernung von der Hand des Laborleiters bis zum Boden. „Alle Mäuse, die hier untersucht wurden, habe ich mindestens einmal auf der Hand gehabt“, sagt Helmut Fuchs.

Zigtausende dürften es schon gewesen sein, denn der Biologe ist wissenschaftlicher Leiter der Deutschen Mausklinik in der Nähe von München. Die Mäuse hier sind jedoch keine Patienten, sondern Untersuchungsobjekte. Um herauszufinden, welche Funktionen die rund 30.000 Gene des Menschen haben, schalten Forscher die verwandten Gene in Versuchstieren wie der Maus gezielt ab, um dann zu beobachten, welche Lebensvorgänge betroffen sind. Solche „Knockout-Mäuse“ sind für Grundlagenforscher ein immer wichtiger werdendes Standardwerkzeug.

Verursachen die Substanzen Erbgutschäden

Nicht nur die 30.000 Gene des Menschen sollen mit Hilfe von Tierversuchen entschlüsselt werden. Ebenso viele Chemikalien stehen nach der am vergangenen Mittwoch vom Europäischen Parlament verabschiedeten „Reach“-Verordnung (Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals) in den kommenden elf Jahren auf dem Prüfstand.

Verursachen die Substanzen Erbgutschäden, lösen sie Krebs aus, sind sie beim Verschlucken, Einatmen oder auf der Haut giftig? Werden sie im Körper in giftige Substanzen umgewandelt, schädigen sie langfristig die Nachkommen? Viele dieser Fragen sind für die meisten Altchemikalien, die schon lange im Umlauf sind, ungeklärt.

Toxikologe Liebsch hüstelt nur erheitert ins Telefon

Der Druck, alternative Methoden zu entwickeln, ist groß. Denn der Kosten- und Zeitaufwand ist bei den herkömmlichen Techniken enorm: Mindestens ein Drittel aller Substanzen muß mit einem Screening-Test untersucht werden, der pro Stück 50.000 Euro kostet. Auf mindestens neun Milliarden Euro werden die Gesamtkosten für Reach geschätzt.

Selbst die toxikologischen Abteilungen der großen Chemiekonzerne schaffen derzeit bestenfalls drei bis vier Dutzend Tests pro Jahr. Angesprochen auf den Plan der EU, 30.000 Chemikalien innerhalb von elf Jahren durchtesten zu wollen, hüstelt der Toxikologe Manfred Liebsch von der Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch (Zebet) des Bundesinstituts für Risikobewertung in Berlin nur erheitert ins Telefon.

Kostengünstiger als per Tierversuch

Nach der Reach-Verordnung sollen vorzugsweise alternative Methoden zum Tierversuch herangezogen werden. Ob Schweinehaut, Hühnereier, Leberzellkulturen oder Stammzellen - rund 80 Millionen Euro werden im sechsten EU-Forschungsprogramm dafür bereitgestellt. Das ist ein Kuchen, an dem viele gern naschen würden. Die Kölner Biotech-Firma Axiogenesis beispielsweise hat einen Stammzelltest entwickelt, bei dem Substanzen an Geweben getestet werden, die in beliebigen Mengen aus embryonalen Stammzellen der Maus entwickelt werden können.

Innerhalb von einem Jahr könnten so die 30.000 Altchemikalien getestet werden, behauptet der Geschäftsführer und Mediziner Heribert Bohlen kühn. Kostengünstiger als per Tierversuch, versteht sich. Allerdings ist Bohlens Test noch nicht so weit, daß er den Stempel der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) bekommen hätte, der die internationalen Standards für solche Tests festlegt.

Technologie muß sich am Markt bewähren

Auch Manfred Liebschs Zebet hat einen ganz ähnlichen Test entwickelt. Die Forscher lassen aus den Stammzellen der Maus Herzmuskelzellen heranwachsen, die in der Petrischale regelmäßig schlagen. Dann werden Substanzen auf die Zellen geträufelt, die im Verdacht stehen, dem Embryo im Mutterleib zu schaden. Geraten die Zellen aus dem Rhythmus oder hören gar auf zu schlagen, schrillen automatisch die Alarmglocken, ausgelöst durch das Bildverarbeitungssystem einer Kamera, die die Kontraktion überwacht.

Embryonale Stammzellen bieten den Vorteil, daß sich aus ihnen jedes gewünschte Gewebe gewinnen läßt. Doch die Technologie muß sich erst bei den Zulassungsbehörden und am Markt bewähren. Und sie ist auch nicht immer geeignet. „Stammzellen können nicht helfen, unsere speziellen Fragen zu beantworten“, sagt Ulrich Weltzien, Koordinator des EU-Projekts Sens-It-Iv, das alternative Testverfahren für die Überprüfung des allergieauslösenden Potentials einer Substanz entwickeln soll.

Bohlen hingegen würde sogar so weit gehen, menschliche embryonale Stammzellen zu verwenden. Allerdings orientieren sich beispielsweise in der pharmazeutischen Forschung viele Standards an Mausexperimenten, so daß ein humanes Testsystem es paradoxerweise schwerer hätte, sich zu etablieren.

Ruf nach Alternativen

13 Millionen Tiere werden nach Schätzung des britischen Medical Research Council (MRC) jährlich für das Reach-Programm sterben müssen. Unabhängig davon, werden schon heute 10,7 Millionen Versuchstiere pro Jahr in der Europäischen Union verbraucht.

Der Ruf nach Alternativen wird da natürlich noch lauter. Petrischalentests könnten nun mal nicht alle Gefahren aufzeigen, heißt es immer wieder. Doch das können Tierversuche auch nicht. Die fruchtschädigende Wirkung des im Schlafmittel Contergan enthaltenen Thalidomids beispielsweise, das in den fünfziger und sechziger Jahren zu Tausenden von Fehlbildungen führte, konnten die damaligen Tierversuche nicht vorhersagen. Der Stammzelltest hingegen leistet das schon: Muskelzellen stellen bei Thalidomidzugabe schlagartig das Pumpen ein.

Einen Giftstoff schlucken

„Wer alternative Testmethoden will, der muß verstehen, daß Tierversuche andere Ergebnisse produzieren als Zellkulturen“, sagt Manfred Liebsch. „Das heißt nicht, daß alternative Methoden schlechtere Ergebnisse liefern. Es sind einfach nur andere Ergebnisse.“

Daß Zellkulturen vielfach ausreichende Ergebnisse liefern, spiegelt sich in den gesunkenen Tierversuchszahlen im Bereich der toxikologischen Untersuchungen wider. „Sie sind zwischen 1990 und 2000 etwa halbiert worden“, sagt Liebsch nicht ohne Stolz. Waren es vor zwanzig Jahren noch hundert Tiere, die einen Giftstoff schlucken mußten, so seien es heute weniger als zehn.

Schädigung des Embryos

Reach wird diesen Rückgang jetzt wieder zunichte machen. Allein 10.000 Altsubstanzen sollen in sogenannten ReproTox-Tests getestet werden. Dabei werden nicht nur trächtige Mäuse mit den Substanzen traktiert, auch die Nachfolgegeneration soll auf Spätfolgen untersucht werden. „Eine solche Zwei-Generationen-Studie dauert ein bis zwei Jahre und erfordert bis zu zweitausend Tiere“, sagt Liebsch. Das sei mit Abstand die Prüfung, die am meisten Tiere verbraucht. Kostenpunkt pro Substanz 150.000 Euro, schätzt Heribert Bohlen.

Deshalb konzentriert sich die Forschung vor allem darauf, in diesem Bereich Alternativen zu entwickeln. Denn ein Stammzelltest liefert zwar gute Ergebnisse, was die direkte Schädigung des Embryos betrifft. Die Langzeitfolgen für die Nachkommen lassen sich so aber nicht abschätzen. Auch die Einnistung des Embryos in die Gebärmutter, eine Geburt oder gar die Umstellung der Blutzellentwicklung in den ersten Tagen des Säuglings wird sich wohl nie in der Petrischale kopieren lassen.

Albtraum Contergan

Manfred Liebsch weiß, daß die Entwicklung von Tierversuchsalternativen, die in Form vieler kleiner unterschiedlicher Tests eine Art Labormensch modellieren sollen, „noch ganz am Anfang“ steht. Ideen sind zwar zur Genüge vorhanden: Da werden Rindereizellen mit Chemikalien traktiert oder Stücke menschlichen Mutterkuchens als Plazenta-Ersatz im Reagenzglas gezogen. Im Rahmen des EU-Projektes „Sens-It-Iv“ will unter anderem der Kosmetikhersteller L'Oréal ein künstliches Hautmodell entwickeln, berichtet Ulrich Weltzien vom Freiburger Max-Planck-Institut für Immunbiologie.

Alle diese Testverfahren brauchen freilich erst einmal einen amtlichen Stempel. Zwar wird den Firmen im Rahmen von Reach freigestellt, den Test zur Sicherheitsüberprüfung ihrer Substanzen frei zu wählen. Doch stellt sich irgendwann heraus, daß er nicht valide ist, wären sie in der Haftung - ein Albtraum für jeden Hersteller, wie das Pharmaunternehmen Grünenthal am Beispiel Contergan erlebt hat.

Nicht in der Petrischale simulieren

Welche alternativen Tests sich in den nächsten Jahren durchsetzen werden, ist noch unklar. Für viele toxikologische Fragestellungen werden Tierversuche Standard bleiben. Auch die Suche nach den Funktionen menschlicher Gene wird nicht ohne sie auskommen, sagt Martin Hrabé de Angelis, Gründer und Chef der Mausklinik, ohne Umschweife: „Je mehr wir die Zelle verstehen wollen, desto mehr Versuche sind nötig.“

In die gleiche Kerbe schlägt Rudi Balling vom Braunschweiger Helmholtz-Institut für Infektionsforschung, zugleich Vorsitzender der DFG-Senatskommission für tierexperimentelle Forschung. „Wir müssen deutlich machen, daß das der einzige Weg ist, komplexe Zusammenhänge in lebenden Systemen zu verstehen.“ Blutdruckregulation, Verhalten oder Infektionen könne man eben nicht in der Petrischale simulieren.

Zahl der Tierversuchsopfer fast vernachlässigbar

In der Mausklinik versucht man immerhin einen ganzheitlichen Ansatz durchzusetzen. Dort werden die mutierten Mäuse buchstäblich auf Herz und Nieren getestet. In der Grundlagenforschung ist es ansonsten üblich, daß sich ein Nierenexperte nur die Niere ansieht, während ein anderes Labor dieselbe Mausmutante nur auf Leberschäden hin untersucht. Hier bietet sich die Mausklinik als Koordinator an und hat dazu spezielle Untersuchungsapparaturen für Mäuse entwickelt bis hin zum Mini-Computertomographen. Maus Nummer 30009364-50 wird eines Tages also nicht umsonst gestorben sein.

Bei allem berechtigten Mitleid mit der Kreatur darf man eines dann auch nicht vergessen: Verglichen mit der Zahl der Tiere, die die Menschheit Tag für Tag verspeist, ist die Zahl der Tierversuchsopfer fast schon vernachlässigbar. Von allen jährlich in Deutschland getöteten Tieren machen Versuchstiere gerade einmal 0,5 Prozent aus.