# taz.de -- Ersatz für Maus und Ratte

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	> 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

	Bild: Kein Fell, keine Ohren – trotzdem kann ein solcher Organ-on-a-Chip eine…

	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 wi…
	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

	[1] /Zukunft-der-Tierversuche/!5821236&s=tierversuche/
	[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982220311842

	## AUTOREN

	Kathrin Burger

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