3R Training Switzerland


	Modul 3R Ersatzmethoden	Autor: Peter Maier

	Ersatzmethoden stehen für Replace	A A A

Ersatz Draize Test - Validierung

Sensibilisierung in-vitro?

Pyrogentest in vitro

mit/ohne Kultur

Primäre Zellen

Hepatozyten 24h

Etablierte Zell-Linien

Aggregatk. Leber

Aggregatk. Gehirn

Rezeptor Modellierung

3R-Bolognadeklaration

Eine Ersatzmethode kann selten direkt einen Tierversuch ersetzen. Aber eine oder mehrere Ersatzmethoden in Kombination geben bereits soviel Information, dass die Erkenntnisse aus dem Tierversuch nicht mehr benötigt werden.

Inhaltsverzeichnis

Wann ist ein Tierversuch notwendig?
Immer dann, wenn die Antwort mit einer versuchstierfreien Methode nicht gegeben werden kann (sagt das Gesetz).

Der Computer ersetzt Versuchstiere?
Mit Hilfe von computersimulierten Interaktionen zwischen Prüfsubstanz und biologischen Strukturen kann die Wirksamkeit (therapeutische oder toxische) von chemischen Soffen abgeschätzt werden.

Untersuchungen beim Menschen - in vitro
Der direkte Vergleich zwischen Versuchstier und Mensch ist oft nur in vitro möglich. Mit der Verwendung gleichartiger Versuchsanordnungen (in vitro - in vitro) werden vergleichbare Ergebnisse erzielt.

Subzelluläre Fraktionen an Stelle von Versuchstieren
Untersuchungen an Zellhomogenaten oder mit subzellulären Fraktionen ermöglichen es, Teilfunktionen von Zellen oder Geweben gezielt zu untersuchen.

Zellen als Ersatz für Tiere?
Intakte Zellen sind die kleinsten Einheiten, mit denen Fragen über zelluläre strukturelle (Membranen, Organellen, Zellkerne) und funktionelle Veränderungen (Transkription, Translation, Gen-Expression, Enzyminduktion) beantwortet werden können.

Frisch isolierte oder kultivierte Säugerzellen?
Diese freie Wahl gibt es nicht. Die Isolation und Kultivierung ist nur von ausgewählten Zellen, Gewebe, Organen möglich. Die Methoden sind sehr spezifisch auf das Isolat abgestimmt.

Frisch isolierte Zellen, Primärkulturen
Untersuchungen an kultivierten, differenzierten Zellen mit organspezifischen Strukturen und Funktionen verlangen spezifisches Fachwissen. Sie sind wertvolle Ergänzungen zu Tierversuchen und machen diese in vielen Fällen überflüssig.

Hepatozyten nach 24 Stunden in Kultur
Morphologie und Organisation fast wie in der Leber!

Hepatozyten und die Galle
Morphologische Veränderungen, Ausscheidungsprodukte im Kulturmedium, Biochemische Untersuchungen, Immunohistochemische Analysen, die kultivierten Hepatozyten liefern umfassende Informationen.

Hepatozyten als etablierte Zell-Linie
Mit transformierten humanen Hepatozyten aus der Zell-Linie HepG2 können ausgewählte metabolische Funktionen untersucht werden, viele aber nicht.

Etablierte Zell-Linien
Zellen von etablierten Linien werden dann eingesetzt, wenn rasch wachsende Zellen benötigt werden oder wenn die Zell-Linie für eine spezielle Fragestellung modifiziert werden muss (z.B. transgene Zell-Linien, Gene-Silencing).

Einschichtige Zellkulturen
Strukturelle Veränderungen (Morphologie), welche durch die Prüfsubstanz oder durch die Kulturbedingungen ausgelöst werden, können in einschichtigen Zellrasen spezifisch und mit zahlreichen Methoden, qualitativ und quantitativ gemessen werden.

Effiziente Einzel-Zellanalysen
Einschichtige Zellkulturen ermöglichen es, den zu messenden Effekt auf einzelne Zellen zu beziehen. Diese lässt eine quantitative Aussage über die Dosis-Effekt Beziehung zu. In denselben Zellen können oft verschiedenartige Endpunkte gleichzeitig bestimmt werden.

Kooperation und Organisation in der Leber
Die Organisationsstrukturen im lebenden Organismus, wie z.B. in der Leber sind ausgesprochen effizient. Inter- und intrazelluläre Kommunikation ist die Regel. Arbeitsteilung und strukturelle Organisation errreichen ein Höchstmass.

Kokulturen zwischen Zellen aus demselben Organ
In Kokulturen stützen sich die beiden Zellpopulationen gegenseitig in ihren vitalen und organspezifischen Funktionen. Der Austausch von Faktoren in einem Organ und deren Beeinflussung kann abgeklärt werden.

Kokultur zwischen Zellen aus verschiedenen Organen
Interaktionen zwischen verschiedenen Organen in einem Organismus können teilweise simuliert werden, z.B. die Wirkung von Metaboliten, welche von kokultivierten Hepatozyten ausgeschieden werden.

Eine Annäherung an das Parenchym in der Leber?
In frisch isolierten Hepatozyten, kokultiviert als Aggregate mit Kupfferzellen, kann die metabolische Aktivität über längere Zeit (bis 14 Tage) erhalten werden. Dafür gibt es andere Probleme.

Sphäroidkulturen aus Hirnzellen
Aggregatkulturen mit Hirnzellen ermöglichen es, z.B. ischämische Zustände zu simulieren und potentielle Stoffe gegen solche Schäden zu prüfen.

Rekonstruierte epitheliale Gewebe vom Menschen
Kultivierte Haut, Mundschleimhaut, Hornhaut, Lungenepithelien, Vaginales Epithel sind zukünftige Modelle, um die lokalen Interaktionen von Stoffen, ebenso wie von biomedizinischen Materialien zu prüfen.

Zellen und Organe aus Stammzellenbanken?
Stammzellen könnten als Ersatz für Untersuchungen an tierischen und meschlichen Zellen dienen. Aber bestimmte Fragen lassen sich immer noch nicht lösen.

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