Kann ein 3D-gedrucktes Lungenreplikat künftige Tierversuche ersetzen?
Tierversuche sind noch immer eine verbreitete Methode, um Chemikalien zu prüfen und für die Zulassung von einigen Medikamenten sogar gesetzlich vorgeschrieben. Nach dem Deutschen Tierschutzbund e.V. sind Tierversuche allerdings nur eine veraltete Tradition, denn die Ergebnisse der Versuche sind häufig nur sehr schwer auf den Menschen übertragbar und bieten damit nicht den erhofften Mehrwert für die Untersuchung von Krankheiten, wie Krebs, Alzheimer oder Parkinson.
Zurzeit werden immer mehr Alternativen für Tierversuche entwickelt. Das Forscherteam von dem Professor für Nanomedizin der medizinischen Fakultät in Sydney, Wojciech Chrzanowski, hat nach jahrelanger Forschung eine neue Methode entwickelt, welche es möglich macht, mithilfe von 3D-gedruckten Lungennachbildungen, den Tierversuchen ein Ende zu setzen.
Wojciech Chrzanowski möchte den Tierversuchen ein Ende setzen (Bild: University of Sydney)
Das Team der Universität von Sydney hat, mithilfe der additiven Fertigung, ein Replikat der menschlichen Lunge entwickelt. Diese Methode soll nun als eine kostengünstigere und vor allem ethischere Alternative zu den Tierversuchen dienen. Chrzanowski selbst findet es „herzzerreißend“ mit Tieren zu experimentieren und das ihnen zugefügte Leid mitanzusehen. Daher hat er bereits mehrere Jahre daran gearbeitet, Lungen im Labor zu züchten, bis er nun zu seiner jüngsten Entwicklung kam. „Diese Arbeit ist von großer Bedeutung, da wir die Anzahl an Tieren in der medizinischen Forschung reduzieren und die Entdeckung neuer Medikamente und innovativer Strategien zur Behandlung von Krankheiten beschleunigen können.„, so Chrzanowski.
Die Experimente an der, mit der Biodruck-Technologie gedruckten, Lunge bieten dabei deutlich präzisere Befunde, da sie sinnvoller auf die menschliche Anatomie und Physiologie anwendbar sind. Außerdem ist es möglich, die patientenspezifischen Nachbildungen innerhalb von 28 Tagen herzustellen. Die Lungen sind dabei nur wenige Millimeter groß. Was die Replikate von herkömmlichen Organoiden unterscheidet, ist dass sie die Weiterleitung von Blut und anderen Flüssigkeiten durch das Gewebe erlauben. Dies ist von besonders großem Wert, denn die Perfusion, also die Durchblutung und der Durchfluss von Flüssigkeiten, sorgt dafür, dass sich die Lunge bewegt und ausdehnt. Das macht pharmazeutische Tests und das Nachbilden von Krankheiten noch ersichtlicher und genauer.
Kranke (links) und gesunde (rechts) Membranscheiben aus einem Lungenorganoid (Bild: Phan et al.)
Das Team verwendete einen Inkubator, um die Lungen zu überwachen und die bioelektrischen Signale zu erfassen, erklärt der Professor für Nanomedizin: „Anhand dieser Signale können wir feststellen, wann die Lunge voll ausgereift ist und mit der Behandlung begonnen werden kann. Das ist so, als würde man einen Monitor an einen Patienten anschließen und seinen Herzschlag überprüfen. Dieser Biosensor, den wir entwickelt haben, hilft uns also auch zu beobachten, wann zum Beispiel eine Behandlung wirkt und die verletzte Lunge sich regeneriert.„
Selbstverständlich lassen die Ergebnisse der Lunge selbst, nicht direkt auf Schlüsse und Zusammenhänge mit dem Rest des Körpers ziehen. Deshalb sollen künftig immer mehr Organe mit dem Biodruck nachgebildet und dann miteinander verbunden werden – so sind wir womöglich bald in der Lage, die gegenseitigen Beeinflussungen der Körperteile zu verstehen und das ganz ohne den Einsatz von Tieren. Lesen Sie mehr auf der Website der Universität HIER.
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*Titelbildnachweis: University of Sydney
