Antivirale Substanzen ohne Tierversuche entwickeln

Wissenschaftler*innen der TU Berlin gewinnen Preis für Organmodell-Ansatz

Prof. Dr. Jens Kurreck und Dr. Johanna Berg sind für ihre dreidimensionalen Organmodelle, die sich mit Viren infizieren lassen, mit dem Preis des Landes Berlin zur Förderung der Erforschung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden für Tierversuche ausgezeichnet worden.

Prof. Dr. Jens Kurreck und Dr. Johanna Berg © TU Berlin/PR/Felix Noak

Jedes Jahr werden alleine in Deutschland 200 000 Versuchstiere für die Erforschung von Infektionskrankheiten eingesetzt. Diese Experimente sind nicht nur stark belastend für die Tiere, sondern oftmals auch nur sehr begrenzt auf den Menschen übertragbar. Wissenschaftler*innen der TU arbeiten seit Jahren intensiv daran, dreidimensionale Organmodelle zu entwickeln, die sich mit humanpathogenen Viren infizieren lassen. Für diese Arbeit wurden am 11. Dezember 2019 Prof. Dr. Jens Kurreck, Professor für Biotechnologie an der TU Berlin zusammen mit seiner Mitarbeiterin Dr. Johanna Berg im Roten Rathaus mit dem Preis des Landes Berlin zur Förderung der Erforschung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden für Tierversuche ausgezeichnet. Den Preis lobt die Senatsverwaltung für Justiz, Verbraucherschutz und Antidiskriminierung gemeinsam mit dem Landesamt für Gesundheit und Soziales und dem Verband der forschenden Pharmaunternehmen aus. Der mit 40 000 Euro dotierte Preis wurde 2019 zu gleichen Teilen geteilt zwischen Wissenschaftler*innen der TU Berlin und der Charité – Universitätsmedizin Berlin.

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Organmodelle für Lunge und Leber

„Wir haben dreidimensionale Organmodelle für Lunge und Leber durch Biodruckverfahren erzeugt und genau charakterisiert“, so Johanna Berg. Anschließend wurde das Lungenmodell unter anderem mit Influenza A Viren ("Grippeviren") infiziert. „Wir konnten nachweisen, dass das Virus sich im 3D-Modell verbreitet und auch eine Abwehrreaktion der Zellen hervorruft. Nach unseren Recherchen gab es bislang noch keine Veröffentlichungen, die darüber berichtet haben, dass es gelungen ist, ein gedrucktes Modell mit Viren zu infizieren“, so Jens Kurreck.

Für den Professor steht aber nicht nur die Forschung im Mittelpunkt, sondern auch die Lehre: „Wir sind überzeugt, dass es wichtig ist, den Tierschutzgedanken bei der nächsten Generation an Wissenschaftler*innen zu verankern. Daher haben die Tierversuchsersatzmethoden bei uns einen großen Stellenwert in der Lehre. Neben einem Praktikum zu 3D-Biodruck von Organmodellen, diskutieren wir Tier-Ethik in Seminaren; auch für Doktoranden haben wir an den Graduiertenschulen Biodruckverfahren praktisch und theoretisch vorgestellt. Berlin ist heute ein zentraler Standort für die Entwicklungen von Alternativmethoden zu Tierversuchen.“

Die Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass nach diesem „proof of principle“ das Modell genutzt werden kann, um neue antivirale Substanzen zu entwickeln. „Unser Vorgehen hat gegenüber dem klassischen Ansatz (Zellkultur und Tierversuch) zwei wesentliche Vorteile: Humanpathogene Influenzaviren vermehren sich nicht oder nur sehr schlecht in Tiermodellen, so dass die Aussagekraft der Tiermodelle äußerst beschränkt ist. Wir arbeiten mit menschlichen Zellen in unserem 3D-Druckverfahren und hoffen, den Menschen damit besser abzubilden und gleichzeitig Tierversuche einzusparen“, beschreibt Jens Kurreck. Mit dem Preisgeld möchten die Forscher*innen das Lungenmodell weiterentwickeln. Bislang besteht es nur aus einem Zelltyp, sogenannten Epithelzellen.

„In unseren aktuellen Arbeiten, die mit dem Preisgeld dann intensiviert werden können, werden wir eine dreidimensionale Basis aus Fibroblasten drucken, auf denen eine Schicht der Epithelzellen kultiviert wird, die vom Virus infiziert werden. Außerdem werden noch Immunzellen implementiert, die das Modell natürlich deutlich aussagekräftiger machen, da Immunzellen für die Studie eines Infektionsverlaufes extrem wichtig sind. Je näher das gedruckte Organ dem biologischen Organ rückt, desto mehr Wissenschaftler*innen werden es auch nutzen“, erläutert Johanna Berg.

Quelle: TU Berlin

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