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Dossier Gesundheit: Mit Fischembryonen schädliche Chemikalien erkennen, Adrian Heuss, Februar 2008

Zwei Forscher des Pharma- und Chemieunternehmens Merck in Darmstadt haben eine Methode weiterentwickelt, mit der frühzeitig Substanzen identifiziert werden können, die beim menschlichen Embryo Missbildungen hervorrufen könnten. Falls sich diese Methode durchsetzt, könnte sie allein in der Schweiz jährlich Tausende Tierversuche ersetzen.

Im Oktober 1957 kam das Medikament Contergan in Deutschland auf den Markt. Ein sehr beliebtes Beruhigungsmittel, das indes bald in Verruf geriet, als sich herausstellte, dass es zu schlimmen Missbildungen am menschlichen Embryo führt. Nach Informationen des deutschen Bundesverbands Contergangeschädigter kamen damals insgesamt etwa 5000 Kinder auf die Welt, die aufgrund von Contergan Missbildungen aufwiesen.

Wie konnte es dazu kommen? Hätte man die Katastrophe nicht verhindern können? Wieso wurde diese schädigende Wirkung durch die Tierversuche nicht aufgedeckt? Contergan war vorschriftsgemäss vor der Markteinführung im Tierversuch getestet worden. Mittels dieser Versuche waren jedoch nur allgemeine, toxische Effekte nachweisbar. Missbildungen am Embryo jedoch, die so genannten teratogenen Wirkungen, konnten dabei nicht erkannt werden (das Wort «teratogen» ist aus den griechischen Wörtern tera, «Ungeheuer», und gen, «Entstehung, Geburt, Schöpfung» zusammengesetzt). Eine entsprechende Versuchsanordnung fehlte zu jener Zeit.

Die Contergan-Tragödie hat zu einer Verbesserung der gesetzlichen Vorschriften geführt: Schädigende Wirkungen können heute mittels Tierversuchen mit grosser Wahrscheinlichkeit nachgewiesen werden. Meistens werden dazu Ratten und Kaninchen eingesetzt. In der Schweiz sind es jährlich etwa 10 000 Tiere. Trotzdem - hundertprozentige Sicherheit kann auch heute noch nicht garantiert werden. Denn die Resultate aus Versuchen mit Ratten und Kaninchen lassen sich nicht immer eins zu eins auf den Menschen übertragen.

Die beiden Forscher Thomas Broschard und François Busquet, beide am Institut für Toxikologie bei Merck in Darmstadt, möchten deshalb einen Schritt weitergehen. Sie suchten nach einem Testverfahren, welches die teratogene Wirkung von Substanzen zu erkennen vermag - ohne Tierversuch.

Sie setzen auf Fischeier und Bestandteile aus der Rattenleber. Fischeier werden schon seit einigen Jahren eingesetzt, zum Beispiel, um festzustellen, ob Abwässer aus Kläranlagen giftig sind. Dabei kann man aber an Fischeiern beziehungsweise an den Fischembryonen auch direkte teratogene Effekte erkennen.

Die Schwierigkeit bestand bislang darin, Substanzen zu erkennen, die indirekt teratogen wirken, die also erst nach Umwandlung im menschlichen Körper ihre schädigende Wirkung entfalten. Solche Substanzen können normalerweise nur im Tierversuch entdeckt werden. Alternativen wie die Fischei-Methode versagen hier.

Erfolg nach zweijährigem Tüfteln
Die beiden Merck-Forscher haben daher den Fischei-Test mit einem Säugetier-metabolismussystem kombiniert, den so genannten Rattenleber-Mikrosomen. «Nach zweijährigem Tüfteln haben mein Doktorand und ich das schliesslich hingekriegt», erklärt Thomas Broschard. Sie entwickelten eine Methode, welche ohne Versuchstiere auskommt und Substanzen erkennen kann, die indirekt den Embryo schädigen. Für diese Arbeit hat das Duo den Hessischen Tierschutz-Forschungspreis 2007 erhalten.

Die Methode haben sie bislang an drei verschiedenen chemischen Substanzen erfolgreich getestet. Zum Beispiel an Cyclophosphamid, das allein in Fischeiern getestet keine teratogene Wirkung zeigte, sondern erst im kombinierten Test. Auch bei Ethanol (Alkohol) hat der Kombitest erkannt, dass die Substanz indirekt den Embryo schädigt. Bei lipophilen, also Fett liebenden Substanzen wie zum Beispiel Benzpyren, einen Stoff, welcher Krebs erregend wirkt, funktioniert es allerdings noch nicht wunschgemäss.

«Noch ist nicht klar, ob sich das System auch im Alltag bewährt», erklärt Broschard. Dazu ist eine gross angelegte Testreihe nötig. Dabei prüfen mehrere Labors weltweit, ob die neue Methode besser oder mindestens gleich gut ist wie das bisherige Standardverfahren und ob die neue Methode als Ersatz für den Tierversuch geeignet ist. Dies kann fünf bis zehn Jahre dauern und rasch 300 000 Euro und mehr kosten. Danach muss die Methode durch die zuständigen Behörden beurteilt und als offizielles Verfahren anerkannt werden. «Es wird also noch eine Weile dauern, bis unsere Methode die Anzahl an Tierversuchen reduzieren kann. Der Ansatz ist aber auf jeden Fall viel versprechend», so Broschard.