# taz.de -- Ersatz für Maus und Ratte
       
       > Mini-Organe, sogenannte Organoide, sollen Tierversuche überflüssig
       > machen. Die Erwartungen sind riesig. Doch die Methode ist kein
       > Allheilmittel. Und sie bringt neue Probleme mit sich
       
 (IMG) Bild: Kein Fell, keine Ohren – trotzdem kann ein solcher Organ-on-a-Chip eine Reihe Tierversuche überflüssig machen
       
       Von Kathrin Burger 
       
       Es sieht fast aus wie eine durchsichtige Musikkassette aus den 1980er
       Jahren. Doch das Ding mit dem Retro-Look ist High-Tech. Und es kann heute
       schon einige Tierversuche obsolet machen. Die Rede ist von Organoiden, also
       Mini-Organen, die gemeinsam auf einem Mikrochip platziert werden.
       Organ-on-a-Chip heißt das Ganze.
       
       Tierversuche mag eigentlich niemand. Dennoch mussten im Jahr 2021 allein in
       Deutschland 1,9 Millionen Tiere mehr oder weniger belastende Experimente
       über sich ergehen lassen. [1][Wie notwendig solche Versuche sind, ist
       umstritten]. Einig ist man sich nur darin, dass so schnell wie möglich
       alternative Tests hermüssen.
       
       „Das ist einerseits aus ethischer Sicht notwendig“, sagt Sina Bartfeld,
       Infektionsbiologin und Organoid-Expertin an der TU Berlin. Andererseits
       böten Methoden wie die Nutzung von Organoiden auch inhaltliche Vorteile.
       „Denn oft sind Pharmafirmen und Wissenschaftler unzufrieden mit der
       Vorhersagekraft von Tierversuchen für menschliche Reaktionen“, so Bartfeld.
       Eine Maus sei eben kein kleiner Mensch. „Zum Beispiel gibt es viele
       Infektionserreger, die mit menschlichen Zellen anders interagieren als mit
       Mauszellen.“
       
       Bei der Organoid-Technik kommen menschliche Stammzellen zum Einsatz.
       Umspült von einem Nährmedium wachsen sie bei wohligen 37 Grad zu immer
       größeren dreidimensionalen Zellstrukturen und bilden auch unterschiedliche
       Zelltypen aus. Organoide kommen darum im Aussehen aber auch in ihrer
       Funktionsweise dem Originalgewebe sehr nahe. An diesen Modellen können nun
       zum Beispiel Gene an- oder abgeschaltet werden, um zu verstehen, was sie
       codieren, oder andere physiologische Prozesse erforscht werden.
       
       Der niederländische Wissenschaftler Hans Clevers vom Hubrecht Institute ist
       einer der Väter der Organoidforschung. Im Jahr 2009 hat er gemeinsam mit
       dem japanischen Forscher Toshiro Sato eine wegweisende Studie zu
       Darmorganoiden veröffentlicht. Heute gilt er als aussichtsreicher Kandidat
       für den Nobelpreis. Er sieht Organoide als Vorstufe vor Tierversuchen in
       der Medikamentenforschung: „Das allein würde die Anzahl an Experimenten vor
       allem mit Ratten und Mäusen drastisch reduzieren“, so Clevers gegenüber der
       Informationsplattform „Tierversuche verstehen“.
       
       „In der Grundlagenforschung ist bereits ein wahrer Hype um Organoide
       ausgebrochen“, bestätigt Infektionsbiologin Bartfeld. „Immer mehr Labore
       verwenden die Technologie.“ So arbeiten etwa Schweizer Forscher mit
       Minidärmen, die so gestaltet wurden, dass sie sogar die schlauch- und
       zottenähnlichen Formen der lebenden Organismen nachbilden. Hier kann man
       beobachten, wie Bakterien mit den Darmzellen interagieren – quasi eine
       Live-Schalte zur Mikrobiomentstehung. In Organoiden können aber auch neu
       entwickelte Arzneimittelkandidaten daraufhin untersucht werden, welche
       Wirkungen – und welche Nebenwirkungen – sie haben.
       
       Das heißt: Organoide können künftig beispielsweise bei den vorgeschriebenen
       Toxizitätsprüfungen von Medikamenten oder neuen Pestiziden Tierversuche
       sinnvoll ersetzen. „Auch hier ist die Vorhersagekraft der Tierversuche für
       menschliche Reaktionen oft nicht zufriedenstellend“, sagt Bartfeld. So sind
       beispielsweise 4 von 5 Arzneimittelkandidaten im Tierversuch wirksam, in
       der klinischen Studie mit Patienten dann aber ein Flop.
       
       Laut Peter Loskill vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen und
       Bioverfahrenstechnik haben Pharmafirmen großes Interesse an
       Organoidsystemen, da sie in so vielen Bereichen eingesetzt werden könnten.
       Als offizieller Test ist aber noch kein solches System zugelassen.
       
       Belastbare Zahlen darüber, wie viele Tierversuche heute schon durch diese
       Alternative ersetzt werden, gibt es noch nicht. Es sind auf jeden Fall noch
       nicht so viele, dass sich die Anzahl der Experimente mit Tieren
       substanziell verringert hätte. Vielmehr stagnieren die Zahlen seit Jahren
       auf einem hohen Niveau.
       
       Einen Quantensprung könnte vielleicht die Entwicklung von automatisierten
       Verfahren mit sich bringen, mit denen eine große Anzahl an Organoiden
       erstellt werden kann. Das wäre wichtig, weil zum Beispiel bei
       Medikamententests viele Hundert Versuchstiere nötig sind, um signifikante
       Aussagen treffen zu können. Forscher des Max-Planck-Instituts für
       molekulare Biomedizin in Münster haben ein solches automatisiertes
       Verfahren entwickelt, durch das Hirnorganoide standardisiert werden. Und
       sie haben dafür den Tierschutzforschungspreis 2021 vom Agrarministerium
       erhalten (BMEL). Bei dem System erzeugen Pipettier-Roboter die
       Organoidkeimlinge in großer Anzahl. Üblich ist bislang, dass Organoide in
       Handarbeit angelegt werden.
       
       Gerade die neurologische Forschung hat einen hohen Bedarf an
       Versuchstieren, wobei ihre Versuchsanlagen oft stark belastend sind.
       Hirnorganoide könnten nun Erkenntnisse über die Funktionsweise von
       Nervenzellen liefern und helfen, Medikamente gegen Alzheimer, Autismus oder
       Parkinson zu entwickeln. Laut BMEL würde das neue System hierbei bis zu 10
       Prozent weniger Tierversuche erforderlich machen. Neben Hirn- und
       Darmorganoiden gibt es mittlerweile auch Minimodelle von Leber, Niere,
       Magen, Pankreas, Lunge, Prostata, Speiseröhre, Gallenblase, Netzhaut,
       weiblichen Geschlechtsorganen sowie des Embryos.
       
       Doch es gibt auch Skeptiker. So sagt etwa Silke Kohlstädt vom Deutschen
       Krebsforschungszentrum (DKFZ): „Die Annahme, dass mit Zellkulturen oder
       Organoiden eine bessere Vorhersage über die Wirkung und Nebenwirkungen
       eines neuen Medikaments liefern würden, ist nicht nur unbewiesen, sondern
       auch illusorisch.“ Zu komplex seien die zellulären Wechselwirkungen im
       Gesamtorganismus. „So sind beispielsweise mutierte Blutstammzellen nicht
       nur Vorläufer von Blutkrebs, sie erhöhen auch die Häufigkeit von
       Herzinfarkten und Schlaganfällen stark. Darüber hinaus haben sie einen
       Einfluss auf die Alzheimer’sche Erkrankung“, so Kohlstädt. Tatsächlich wird
       die Frage nach der Übertragbarkeit und wie man diese verbessern kann heiß
       diskutiert.
       
       „Ich schätze, es wird in den nächsten 10 Jahren noch viel komplexere
       Organoide geben, mit Immunsystem, Blutgefäßen oder Nerven“, sagt Clevers
       vom Hubrecht Institute. An solchen Organs-on-a-Chip arbeitet das Berliner
       Biotech-Unternehmen TissUse. Das Ziel: bis zu 11 Organe auf einem Chip
       anzuordnen und sie mit Blut- und Nervenbahnen zu verbinden. Bei TissUse
       wurde bereits ein Chip entwickelt, auf dem 4 unterschiedliche Organsysteme
       gekoppelt sind.
       
       Auch Bartfeld kooperiert mit der Firma, die weltweiter Marktführer in
       Sachen Multi-Organ-Chips ist. „Gerade in der Verschaltung der Organe über
       die Mikrofluidik, also über minikleine Kanäle, die ein Blutsystem
       simulieren, liegt das Potenzial, die Interaktion von verschiedenen Organen
       zu untersuchen“, sagt Bartfeld.
       
       Tatsächlich war anfangs die Euphorie so groß, dass einige Forscher hofften,
       mit der neuen Technik könnten Tierversuche irgendwann ganz abgeschafft
       werden. „Ich glaube, dass die Organoidtechnologie Tierversuche in vielen
       Bereichen ersetzen wird. Aber Tierversuche werden immer das letzte
       Beweisstück bleiben“, sagt Clevers. Es gebe Bereiche, bei denen Organoide
       schlicht keine Alternative seien – etwa in Teilbereichen der
       Covidforschung. So haben mehrere europäische Forscher im September 2020
       einen Essay mit dem Titel [2][„How the COVID-19 pandemic highlights the
       necessity of animal research“] veröffentlicht. Laut den Forschenden könnten
       Übertragungswege oder auch die Frage, wie sich die Immunität nach einer
       Infektion oder Impfung entwickelt, nicht in Ersatzverfahren erforscht
       werden. Auch antivirale Arzneien seien nicht ohne Tierversuche zu haben.
       
       Kopfzerbrechen bereiten auch Hirnorganoide. Hier stellen sich nämlich zu
       allen anderen auch ethische Fragen. Schon 2018 forderten Forscher in der
       Fachzeitschrift Nature eine Debatte. Es sei schließlich möglich, dass die
       immer komplexer werdenden Hirnorganoide Bewusstsein und Denkfähigkeit
       entwickeln, Freude, Schmerz oder Distress empfinden. In einer Stellungnahme
       der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina werden derzeit
       ethische und rechtliche Fragen zusammengestellt. Diese Stellungnahme wird
       voraussichtlich im Sommer veröffentlicht.
       
       An der Stellungnahme arbeitet auch der Stammzellforscher Jürgen Knoblich
       mit, in dessen Labor im Jahr 2013 das erste Hirnorganoid entstand. „Was das
       Bewusstsein braucht, sind Verbindungen über lange Regionen in unserem
       Gehirn, und die habe ich in einem Organoid nicht“, sagt Knoblich in einem
       Interview für die Gesundheitsplattform medinlive.at. Er hält darum die
       Gefahr, dass ein Organoid ein Bewusstsein entwickelt, für sehr
       unwahrscheinlich.
       
       30 Apr 2022
       
       ## LINKS
       
 (DIR) [1] /Zukunft-der-Tierversuche/!5821236&s=tierversuche/
 (DIR) [2] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982220311842
       
       ## AUTOREN
       
 (DIR) Kathrin Burger
       
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