Pressemitteilung

16.06.2016

Weniger Tierversuche durch Auswahl des optimalen Modells

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Ob und inwieweit Ergebnisse aus Tierversuchen auf den Menschen übertragbar sind, ist immer wieder Gegenstand kontroverser Diskussionen. Mit einem neuartigen Ansatz haben Wissenschaftler der CharitéUniversitätsmedizin Berlin und des Bundesinstituts für Risikobewertung Daten zu Entzündungsprozessen bei Menschen und Mäusen systematisch miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass bestimmte Mausmodelle sehr gut mit Studien am Menschen korrelieren, andere hingegen weniger. Die in der aktuellen Fachzeitschrift EMBO Molecular Medicine* veröffentlichte Analyse kann künftig dabei helfen, das geeignetste Modell für die jeweils zu untersuchende Fragestellung auszuwählen und so dazu beitragen, unnötige Tierversuche zu vermeiden.

Gilbert Schönfelder, Professor für experimentelle Toxikologie und Alternativen zum Tierversuch an der Charité, analysierte gemeinsam mit Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums zum Schutz von Versuchstieren (Bf3R) am Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) einen Datensatz umfangreicher Genomdaten, der zuvor von zwei Arbeitsgruppen gegensätzlich interpretiert worden war. Prof. Schönfelder, der zudem am BfR Leiter der Abteilung Experimentelle Toxikologie und der Zentralstelle zur Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET) ist, erläutert: „Dass die Ergebnisse von Studien unterschiedlich ausgelegt und bewertet werden, ist in der Wissenschaft sicherlich nicht ungewöhnlich. Allerdings ist es selten, dass aus identischen Daten gegensätzliche Aussagen abgeleitet werden."

Im ersten Fall untersuchten Wissenschaftler in einer 2013 veröffentlichen Studie die Folgen unterschiedlicher Auslöser von Entzündungen auf die Genaktivität (http://www.pnas.org/content/110/9/3507.long). Sie analysierten dabei die Informationen der Ribonukleinsäure (RNA) von weißen Blutkörperchen bei Mensch und Maus. Aus den Daten folgerten sie, dass Entzündungsreaktionen von Mensch und Maus nicht vergleichbar seien. Eine andere wissenschaftliche Arbeitsgruppe kam auf Basis derselben Genomdaten ein Jahr später zum gegenteiligen Schluss: Die Mäuse reagieren auf der molekularen Ebene sehr ähnlich wie der Mensch. Die Maus sei als Tiermodell deshalb sehr wohl nützlich für die Erforschung menschlicher Erkrankungen, so die Schlussfolgerung (http://www.pnas.org/content/112/4/1167.long).
 
Das Ziel der Wissenschaftler um Schönfelder war deshalb die Entwicklung eines standardisierten Ansatzes für die systematische Analyse umfangreicher Genomdaten. Unter Verwendung der sogenannten „Gene Set Enrichment Analysis (GSEA)-Methode“ wurde der entsprechende Datensatz daher nochmals untersucht. Mit dieser Methode kann ein direkter Zusammenhang zwischen einer Erkrankung und dem potentiell verantwortlichen biologischen Vorgang hergestellt werden. Dadurch ist es zudem möglich zu sehen, welche Gene bei einem Entzündungsprozess aktiviert werden und welchen biologischen Vorgängen diese Gene zugeordnet sind. Demzufolge wäre die Maus dann ein gutes Modell für das Studium von Entzündungsprozessen, wenn die molekularen Signalwege bei Menschen und Mäusen gleichermaßen verändert werden.

Die Ergebnisse der Forscher zeigen, dass im Falle von Entzündungen die Reaktionen bei einigen Mausmodellen sehr gut mit den Daten übereinstimmten, die beim Menschen ermittelt wurden, bei anderen Mausmodellen hingegen nicht. Eine derartige Datenanalyse ist somit geeignet, das optimale Tiermodell für die jeweils zu untersuchende Fragestellung auszuwählen. Unnötige Tierversuche können so zukünftig vermieden werden. Die Studie zeigt ferner, dass die GSEA-Methode ein sehr gutes Instrument ist, um bestehende Genomdaten in standardisierter Form zu interpretieren.

*Christopher Weidner, Matthias Steinfath, Elisa Opitz, Michael Oelgeschläger, Gilbert Schönfelder. Defining the optimal animal model for translational research using gene set enrichment analysis. DOI 10.15252/emmm.201506025, publiziert online 16.06.2016. EMBO Molecular Medicine (2016).

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ist eine wissenschaftliche Einrichtung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Es berät die Bundesregierung und die Bundesländer zu Fragen der Lebensmittel-, Chemikalien- und Produktsicherheit. Das BfR betreibt eigene Forschung zu Themen, die in engem Zusammenhang mit seinen Bewertungsaufgaben stehen. Das BfR nimmt zudem die Aufgabe des „Deutschen Zentrums zum Schutz von Versuchstieren (Bf3R)“ wahr und koordiniert bundesweit alle Aktivitäten mit den Zielen, Tierversuche auf das unerlässliche Maß zu beschränken und Versuchstieren den bestmöglichen Schutz zu gewährleisten. Darüber hinaus sollen durch die Arbeit des Zentrums weltweit Forschungsaktivitäten angeregt und der wissenschaftliche Dialog gefördert werden.

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Institut für Klinische Pharmakologie und Toxikologie

Kontakt

Prof. Gilbert Schönfelder
Institut für Klinische Pharmakologie und Toxikologie
CharitéUniversitätsmedizin Berlin
t: +49 30 184 120



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