Medizin Weniger Tierversuche: Forscher in Jena arbeiten mit Mini-Organen

Mit Hilfe von miniaturisierten menschlichen Organen sollen viele Tierversuche in der Medikamentherstellung überflüssig werden. Für den Menschen giftige Stoffe sollen schon vor diesem Stadium aussortiert werden. Das Jenaer Unternehmen Dynamic42 arbeitet daran. Tiere sollen weniger leiden - und die Wirkstoff-Forschung soll schneller und günstiger werden.

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MDR THÜRINGEN JOURNAL Fr 19.02.2021 19:00Uhr 02:07 min

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Der Versuchsaufbau im knapp 37 Grad warmen Inkubator sieht ein bisschen aus wie ein Patient an der Beatmungsmaschine im Krankenhaus. Flüssigkeit fließt durch Schläuche, ein leises Surren ist zu hören. Doch der Patient im Labor der Jenaer Firma Dynamic42 ist kaum einen Quadratzentimeter groß, der Versuchsaufbau insgesamt vielleicht so groß wie ein Toaster. Und doch bildet er einen Teil eines echten Patienten nach.

Das Unternehmen hat einen Chip entwickelt, in dem die Zellen von Leber, Lunge oder Darm ganz ähnlich wie im menschlichen Körper wachsen. Sogar ein kleiner Blutkreislauf ist an die Zellen angeschlossen. Zweck des Aufbaus ist es, Wirkstoffe für neue Medikamente zu testen - und für den Menschen ungeeignete oder giftige Wirkstoffe frühzeitig auszuschließen, ehe sie aufwendig in Tierversuchen erprobt oder in teuren klinischen Studien an menschlichen Patienten ausprobiert werden. "Dieser Wirkstoff wird dann für 24 Stunden oder 14 Tage appliziert", sagt Knut Rennert. Ganz nach Bedarf.

Forscher aus Jena entwickeln miniaturisierte menschliche Organe.
Ein kleiner Blutkreislauf wird nachgestellt. Bildrechte: MDR/Florian Girwert

Untaugliche Medizin früh ausschließen

"Am Ende wird überprüft: Überlebt das Organmodell oder stirbt es ab? Zeigt es Nebenwirkungen, Beeinträchtigungen, werden Abwehrzellen aktiviert?", sagt er. Mit den Ergebnissen kann die Pharmafirma arbeiten, die die Wirkstoffe erforscht. Ist der Wirkstoff schädlich, kann die Entwicklung gekippt werden, ehe weitere Kosten entstehen. Das Unternehmen könne dann sagen: "Ich breche hier ab und spare mir Zeit und Kosten und investiere lieber in andere Wirkstoffkandidaten, die ein höheres Potenzial für eine Marktzulassung haben", sagt Rennert. Auch eine Modifikation sei möglich, um unerwünschte Nebenwirkungen zu vermeiden.

Vier Gründer hat das Team, inzwischen arbeiten insgesamt 13 Personen für das 2018 gegründete Unternehmen im Jenaer Bioinstrumentezentrum. Noch werden Wirkstoffe einzeln überprüft. Ziel sei aber, die Prozesse zu automatisieren und zu beschleunigen, sodass mehr Wirkstoffe schnell getestet werden können.

Forscher aus Jena entwickeln miniaturisierte menschliche Organe.
Das Modell wird am Computer entworfen. Bildrechte: MDR/Florian Girwert

Menschen spenden Zellen für Forschung

Die Zellen, die für die kleinen Organ-Nachbildungen genutzt werden, kommen von einem Lieferanten - aber letztlich von Menschen, die einer Verwendung für die Wissenschaft ausdrücklich zugestimmt haben, etwa wenn Gewebe bei Operationen entfernt wurde, aber auch von Verstorbenen.

Im Labor des Unternehmens finden sich Inkubatoren, in denen die Bedingungen im menschlichen Körper nachgebildet werden - etwa 37 Grad Celsius, hohe Luftfeuchte, deutlich mehr Kohlendioxid als in der normalen Atmosphäre.

Forscher aus Jena entwickeln miniaturisierte menschliche Organe.
Im Unternehmen Dynamic42 in Jena arbeiten Forschende an Mini-Organen. Bildrechte: MDR/Florian Girwert

Besonders spannend sind für die Jenaer Forscher Leber-Zellen: "Denn 75 Prozent der Stoffe werden über die Leber aufgenommen", sagt er. Viel passiere auch über den Darm. Wenn sich also herausstellt, dass der zu erforschende Wirkstoff im Versuch heftige Abwehrreaktionen auslöst oder die Darmoberfläche schädigt, ist er nicht geeignet - und die Tierversuche zur Weiterentwicklung kann sich das Pharma-Unternehmen schenken.

Einfluss aus der Sciene-Fiction-Literatur: 42

"Vor Jahren hat sich in unserer Forschungsgruppe die Frage gestellt, ob wir Tierversuche machen wollen", sagt Rennert. Damals hat er noch am Uniklinikum in Jena geforscht - und die Lösung für das damalige Problem wurde zur Geschäftsidee. Das Chip-Design wurde entwickelt - und dem Wettbewerb hat man nach eigener Aussage bessere Immunreaktionen voraus.

Die 42 im Namen des Unternehmens hat ihren Ursprung übrigens im Douglas-Adams-Roman "Per Anhalter durch die Galaxis". Darin spuckt ein Supercomputer nach Millionen Jahren Rechenzeit die Zahl als Antwort auf die Frage "nach dem Leben, dem Universum und dem ganzen Rest" aus. Die Forschungsergebnisse von Dynamic42 sind da viel besser zu verwerten.

Quelle: MDR THÜRINGEN

Dieses Thema im Programm: MDR THÜRINGEN | MDR THÜRINGEN JOURNAL | 19. Februar 2021 | 19:00 Uhr

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