Können bionische Chips Tierversuche ersetzen?

Ein Forscherteam unter der Leitung von Professor Yaakov Nahmias, Direktor des Grass Center for Bioengineering an der Hebräischen Universität Jerusalem und Gründer von Tissue Dynamic, hat einen neuen technologischen Ansatz vorgestellt, der das Potenzial hat, neue Medikamente schnell und ohne Tierversuche zu entwickeln.

Professor Nahmias: "Die Entwicklung von Medikamenten ist ein langwieriges und teures Unterfangen, das durch zahlreiche Fehlschläge gekennzeichnet ist. Der Hauptgrund für dieses Scheitern ist, dass klinische Experimente letztlich auf minimalen Informationen basieren, die aus Tierversuchen gewonnen werden, die oft nicht die menschliche Reaktion replizieren."

Die primären Tiere, die in der Medikamentenentwicklung verwendet werden, sind Nagetiere; Mäuse und Ratten, die eine andere Genetik, Physiologie und einen anderen Stoffwechsel haben als der Mensch, was dazu führt, dass erfolgreiche Therapien bei Nagetieren in klinischen Versuchen oft versagen.

Das Team der Hebrew University entwickelte die Human-on-a-Chip-Technologie, bei der menschliches Gewebe in einem Gerät verwendet wird, das die menschliche Physiologie nachahmt. Während diese Art von Technologie bereits seit über dreißig Jahren existiert, beinhaltet die kürzlich in der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlichte Forschung von Professor Nahmias mikroskopische Sensoren im menschlichen Gewebe selbst, die es dem Team ermöglichen, die Reaktion des Körpers auf bestimmte medikamentöse Behandlungen genau zu überwachen.

"Was unsere Technologie einzigartig macht, ist, dass sie uns erlaubt, über das hinauszugehen, was mit Tierversuchen jemals möglich war. Wir sind jetzt in der Lage, Mikrosensoren einzusetzen, die uns in Echtzeit Informationen darüber liefern, wie Medikamente wirken und wann sie aufhören zu wirken", sagt Professor Nahmias.

Mit Hilfe dieser neuen Technologie konnten die Forscher zeigen, dass ein häufig verwendetes Krebsmedikament, Cisplatin, eine gefährliche Fettablagerung in den menschlichen Nieren verursacht. Sie waren dann in der Lage, diese Chemotherapie mit einem anderen Medikament, Empagliflozin (Jardiance), zu kombinieren, das entwickelt wurde, um die Absorption von Zucker in den Nieren zu begrenzen, um den Schaden der Fettablagerung zu reduzieren und die Nierenschäden zu minimieren, die Krebspatienten während der Therapie erfahren.

Diese Anwendung stellte das erste Mal dar, dass der bionische Chip zur Entwicklung eines Medikamentenprotokolls eingesetzt wurde, wobei die traditionelle Abhängigkeit von Tierversuchen vermieden wurde. "Diese bahnbrechende Technologie hat das Potenzial, die Test- und Produktionszeit für Medikamente deutlich zu verkürzen und gleichzeitig die Notwendigkeit von Tierversuchen im Labor zu vermeiden. Das spart Zeit, Geld und sicherlich auch unnötiges Leiden. Unser Unternehmen Tissue Dynamic entwickelt weiterhin innovative Werkzeuge zur Unterstützung der Medikamentenentwicklung, und wir gehen jetzt mit den klinischen Tests voran und arbeiten auf die behördliche Zulassung bestimmter Medikamente als neue Art der Krebsbehandlung hin."