Medizin

Mit Druckkammer weniger Tierversuche

Eine Ersatzmethode für Tierversuche in der Arthroseforschung hat das Pharmaunternehmen Hoechst Marion Roussel (HMR) in Kooperation mit der Orthopädischen Universitätsklinik Gießen entwickelt.

Die Arbeitsgruppe von Privatdozent Dr. Jürgen Steinmeyer entwickelten eine Druckkammer, in der in zunächst gesundem Knorpelgewebe mechanisch ein arthroseähnlicher Zustand induziert wird. Dieses Ziel verfolgten zwar schon andere Wissenschaftler, sie scheiterten aber in der Regel daran, daß sie nicht die richtigen Druckparameter identifizieren konnten, die in vitro eine Arthrose auslösen können. Steinmeyer fand eine Lösung, indem er ein neues Druckkammersystem entwickelte, das in einem Brutschrank steht. Der Forscher wählte einen Druckstempel, der Flüssigkeits- und Stoffaustausch zuläßt. Er untersuchte damit systematisch die Auswirkungen unterschiedlicher Parameter wie Druckhöhe, -dauer und -frequenz, sowie Pausen- und Gesamtversuchsdauer auf den Stoffwechsel und die Morphologie von Gelenkknorpel.

Der Versuchsaufbau simuliere die natürliche Beanspruchung von Gelenken, indem er Belastungsdruckphasen mit Normaldruckphasen abwechselt, meldet HMR. In dem neuartigen System könne Knorpelgewebe über zwei bis drei Wochen hinweg am Leben erhalten werden – ausreichend lang, um potentielle Arthrose-Arzneimittel zu testen.

In der Arthroseforschung können viele Fragen anhand von Untersuchungen an Knorpelzellen und Gewebekulturen beantwortet werden, noch bevor die Forscher mit Tierversuchen beginnen. Die Aussagekraft dieser Systeme hat allerdings ihre Grenzen, denn in Gewebekulturen lassen sich zwar die initialen Fehlleistungen des Gelenkknorpels gut untersuchen, doch repräsentieren sie nicht die Funktion des Gelenks, die auf dem Zusammenspiel von Knorpel, Knochen, Bändern und Sehnen, Gelenkflüssigkeit und Gelenkkapsel unter Bewegung und Belastung beruht.

Bislang habe es für die Prüfung potentieller neuer Antiarthrotika kein geeignetes biomechanisches Modell gegeben, schreibt HMR.

Ein Team von HMR um Ruth Raiss übernahm die immunhistochemische Evaluierung. Sie prüften mit zwei Arzneistoffen, deren Wirkung im Tiermodell bekannt ist, die Tauglichkeit der Druckkammer für pharmakologische Zwecke. "Wir konnten ein Druckprotokoll identifizieren, das in vitro reproduzierbar einen arthroseähnlichen Knorpel mechanisch induziert und bei dem die pharmakologische Wirkung von Antiarthrotika erkennbar ist", berichtet Raiss.

In etwa zwei Jahren könne das Modell auch in der täglichen Praxis der Arthroseforschung eingesetzt werden und es würden dann weniger Versuchstiere gebraucht, meint Steinmeyer.

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