Innovation

Weniger Tierversuche dank Nano-Technik?

Die Hoffnung auf Rettung für Millionen Mäuse, Ratten, Affen und Kaninchen liegt – wie so oft – im ganz Kleinen: Nano-Sensoren könnten einen Großteil von Tierversuchen überflüssig machen.

„Wir testen Chemikalien quasi im Reagenzglas auf ihre Wirksamkeit und ihr Risikopotenzial“, erklärt Dr. Jennifer Schmidt von der Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien (EMFT) in München.

Forscher der EMFT haben Nano-Partikel entwickelt, die sich vielseitig einsetzen lassen. Eine Einsatzmöglichkeit liegt im Testen neuer Medikamente, wie zum Beispiel Chemotherapeutika zur Behandlung von Krebs.

Bei den Nano-Sensoren handelt es sich um künstlich hergestellte Partikel aus organischen und anorganischen Stoffen, in die fluoreszierende Indikatorfarbstoffe eingebaut sind. Je nach Bauweise können sie unterschiedliche Ionen und Gase aufspüren und dabei ihre Farbe verändern.

Das Molekül Adenosintriphosphat (ATP) ist der universelle Energieträger in einer jeglichen Zelle und wird bei jeder Zellaktivität „verbrannt“. Nano-Sensoren, die auf ATP ausgelegt sind, reagieren auf dessen Anwesenheit und beginnen zu leuchten. Das bedeutet: Je heller es in den beobachteten Zellen leuchtet, desto höher ist die Stoffwechselaktivität und damit auch die „Lebhaftigkeit“ der Zelle.

Um ein neues Medikament zur Chemotherapie zu testen, werden Nano-Sensoren in die lebenden Krebszellen eingeschleust. Die Nano-Partikel selbst haben dabei keine Auswirkungen auf die Zellgesundheit. Anschließend werden die Zellen mit dem Arzneimittel behandelt und ihre Vitalität gemessen. Schlägt das Medikament an, werden die Tumorzellen geschädigt und ihr Stoffwechsel eingeschränkt. Die Zellen produzieren weniger ATP und die Nano-Sensoren leuchten weniger stark.

Unter einem Fluoreszenz-Mikroskop kann das jeweilige Forscherteam dann messen, wie gut das Medikament wirkt. „Die vielversprechendsten Medikamente können dann weiter untersucht werden“, sagt Schmidt.

Auch außerhalb von Laboratorien können die Nano-Partikel zum Einsatz kommen. So haben die Forscher von der EMFT ein Pflaster entwickelt, das durch eine Farbveränderung den pH-Wert einer Wunde anzeigt, vergleichbar mit einem Teststreifen.

Noch ist die Wundkontrolle bei Patienten ein heikler Vorgang: Sie kann äußerst schmerzhaft für den Betroffenen sein und die Gefahr einer Infektion ist groß. Mit Verbandmaterialien, die mit Nano-Partikeln ausgestattet sind, können Ärzte den pH-Wert der Wunde ermitteln, ohne den Verband zu entfernen. „Gesunde Haut und abgeheilte Wunden weisen in der Regel einen pH-Wert von unter 5 auf“, erläutert Dr. Sabine Trupp vom EMFT, „steigt dieser Wert, so bewegt er sich vom sauren in den alkalischen Bereich. Dies deutet auf Komplikationen bei der Wundheilung hin. Bei einem pH-Wert zwischen 6,5 und 8,5 liegt häufig eine Infektion vor, der Indikatorfarbstreifen färbt sich violett.“

Bevor diese neuen Verfahren jedoch angewendet werden können, müssen sie noch zahlreiche Genehmigungsinstanzen durchlaufen. Die 2,79 Millionen Tiere, die 2009 allein in Deutschland für Versuche verwendet wurden, müssen sich also noch ein wenig gedulden.

Kommentare

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  1. „Nano-Sensoren könnten einen Großteil von Tierversuchen überflüssig machen.“ Aus welchem Teil des Artikels ergibt sich diese Behauptung? Welche Tierversuche können durch die beschriebene Methode ersetzt werden und wie viele von solchen Tierversuchen werden in Deutschland zur Zeit durchgeführt?
    Ohne solche Angaben ist der Artikel sensationalistisch und oberflaechlich.

  2. – Für Tierversuche müssen Tiere extremste Schmerzen und Qualen ohne Narkose ertragen
    – Für viele Tierversuche werden Tiere qualgezüchtet oder absichtlich krank gemacht
    – Tierversuche gefährden die Gesundheit des Menschens, da Ergebnisse nicht auf den Mensch übertragbar sind (auch Contergan wurde ausreichend an Tieren getestet!)
    – Für Tierversuche werden Steuergelder in gigantischen Summen verschwendet
    – Tierversuche behindern den medizinischen Fortschritt
    – Jedes Jahr sterben allein in Deutschland über zwei Millionen Tiere im Tierversuch
    – Es gibt ausreichende Alternativen zu Tierversuchen

    • zu 1) Bei den allermeisten Tierversuchen geht es um Blutabnahmen oder ähnlich gering belastende Eingriffe.
      zu 3) Auf Grund ihrer evolutionären Nähe sind Tiere uns physiologisch sehr ähnlich. Viele an Tieren gewonnen Erkenntnisse können daher sehr gut auf den Menschen übertragen werden. Contergan wurde NICHT ausreichend an Tieren getestet. Wäre es vor seiner Zulassung an Primaten gestestet worden, hätte die Tragödie der Missbildung Neugeborener vermieden werden können.
      zu 4) Da Tierversuche nur einen sehr kleinen Anteil an der biomedizinischen Forschung ausmachen wird dafür entsprechend auch nur ein kleiner Teil der deutschen Forschungsgelder verwendet.
      zu 5) Viele medizinische Durchbrüche beruhen auf Tierversuchen.
      zu 7) Jeder Antragsteller für einen Tierversuch muss begründen, dass es für den geplanten Versuch keine Alternative gibt. Diese Begründung wird von der Zulassungsbehörde geprüft und ein Tierversuchsantrag wird nur bewilligt wenn es keine Alternative gibt.