Ersatzmethode für Tierversuche

BONN. Forscherinnen des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI) haben den mit 100.000 Euro dotierten Ursula M. Händel-Tierschutzpreis für ein neues Verfahren zur Testung von Botulinum-Neurotoxinen erhalten, das zukünftig belastende Tierversuche im großen Umfang ersetzen könnte.

Die Forscherinnen haben relevante Wirkmechanismen des Botulinum-Neurotoxin nachgebildet. Der Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), Professor Peter Strohschneider, hat den Preis an Dr. Beate Krämer, Dr. Birgit Kegel und ihr Team Dr. Heike Behrensdorf-Nicol, Ursula Bonifas, Jolanta Klimek und Emina Wild von der Abteilung Veterinärmedizin am PEI verliehen, heißt es in einer Mitteilung des PEI.

Die Entwicklung des neuen Testverfahrens trägt in besonderem Maße zum 3-R-Prinzip (Reduction, Refinement, Replacement) bei. Tierversuche in großem Umfang – betroffen sind über 600.000 Tiere im Jahr – könnten sich in Zukunft durch die Methode vermeiden lassen, heißt es in der Mitteilung weiter.

Neurotoxine – bedeutender Wirkstoff bei neurologischen Erkrankungen

Die von Bakterien produzierten Botulinum-Neurotoxine führen bei Mensch und Tier zu Muskellähmungen. Wegen dieser Eigenschaft sind die Neurotoxine neben ihrer Anwendung in der Kosmetik ein bedeutender Wirkstoff in Medikamenten zur Behandlung vielfältiger neurologischer Erkrankungen.

Vor ihrem Einsatz in medizinischen und kosmetischen Produkten müssen die Wirkstoffe standardmäßig an Mäusen getestet werden. Das neue Verfahren ermöglicht eine In-vitro-Testung ohne Tierversuch. Der so genannte BINACLE-Test hat einen weiteren Vorteil: Er reagiert deutlich sensibler auf das Neurotoxin.

Sensibler als Tierversuch

Botulinum-Neurotoxine bestehen aus zwei Untereinheiten: Eine schwere Kette bindet über Rezeptoren an Nervenzellen, eine leichte Kette spaltet enzymatisch ein Substrat und verhindert damit die Ausschüttung des Neurotransmitters Acetylcholin, was zu Muskellähmungen führt.

Der entwickelte Test ahmt diesen Wirkmechanismus in vitro nach. Auf einer Mikrotiterplatte fixierte Rezeptormoleküle binden das Toxin, durch Reduktion wird es gespalten. Die abgetrennte leichte Kette wird auf eine zweite Testplatte gegeben.

Dort spalten die Moleküle ein Substratprotein – nach Zugabe eines Antikörpers verändert sich die Farbe. Die Aktivität des Botulinum-Neurotoxins sei damit nachgewiesen, so das PEI. (eb)