Neuer Labortest prüft Substanzen auf embryoschädigende Wirkung

Der neue Test der ETH Zürich könnte bei der Wirkstoffentwicklung auf mögliche Schäden für Embryos hinweisen. So liessen sich Medikamentenkandidaten schon früh aussortieren und damit womöglich Tierversuche reduzieren.

red/Agenturen

Neue Medikamente müssen für die Zulassung auch auf ihre Sicherheit für werdende Mütter und Embryos getestet werden. Dafür sind Tierversuche an trächtigen Nagetieren und Kaninchen nötig. Möglicherweise liessen sich Wirkstoffkandidaten mit Embryo-schädigenden Nebenwirkungen jedoch bereits früher aussortieren. Dies wäre mit einem neuen Labortest möglich, bei dem Forschende um Andreas Hierlemann von der ETH Zürich in Basel Embryonalzellen aus Mäusen mit menschlichen Leberzellen kombiniert haben. Den Test stellten sie nun im Fachblatt „Advanced Science" vor.

„Es gibt eine ganze Reihe von Substanzen, die in ihrer Urform nicht toxisch sind, vom menschlichen Stoffwechsel - vor allem durch die Leber - jedoch zu schädlichen Stoffen umgewandelt werden", erklärte Julia Boos gemäss einer Mitteilung der ETH vom Dienstag. Anders als bei herkömmlichen Tests auf Basis von embryonalen Stammzellen erlaubt die Kombination mit Leberzellen, diese Stoffe zu erkennen.

Leber und Embryo auf einem Chip

Die Embryonalzellen und die Leberzellen befinden sich dabei als Zellkügelchen (Organoide genannt) auf einem Chip, der mit Vertiefungen und Kanälchen versehen ist. In diesem Labor im Mini-Format können die Forschenden die Zellen in Zellkulturmedium mit den zu testenden Wirkstoffen wachsen lassen. Die Kanäle erlauben dabei auch den Stoffaustausch zwischen den Zellen - ähnlich wie im Körper der Blutkreislauf die Stoffwechselvorgänge der Leber mit jenen im heranwachsenden Embryo verbindet.

„Wir sind die ersten, die in einem Body-on-a-Chip-Ansatz Leberzellen mit Embryonalzellen direkt miteinander kombinieren", sagte Boos. Sie und ihre Kollegen testeten das System mithilfe eines Chemotherapeutikums, das in seiner Grundform unschädlich, nach der Verstoffwechselung durch die Leber jedoch zelltoxisch wirkt. Im Vergleich mit einem Test, der nur auf Embryozellen beruhte, zeigte der Test in Kombination mit Leberzellen bereits bei viermal geringeren Wirkstoffkonzentrationen eine Schädigung der Embryozellen an.

Der Test könne zwar noch nicht die im Rahmen einer Medikamentenzulassung gesetzlich vorgeschriebenen Tierversuche ersetzen, schrieb die ETH. Jedoch liessen sich damit eventuell Tierversuche mit Wirkstoffkandidaten vermeiden, die dank des Tests bereits zuvor als embryoschädigend entlarvt worden sind. Die Forschenden wollen ihren Test zu diesem Zweck für Hochdurchsatz-Anwendungen weiterentwickeln.